WO2023153835A1 - 무선 통신 시스템에서 기지국의 제어를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 기지국의 제어를 위한 방법 및 장치 Download PDF

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WO2023153835A1
WO2023153835A1 PCT/KR2023/001920 KR2023001920W WO2023153835A1 WO 2023153835 A1 WO2023153835 A1 WO 2023153835A1 KR 2023001920 W KR2023001920 W KR 2023001920W WO 2023153835 A1 WO2023153835 A1 WO 2023153835A1
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WO
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terminal
trp
signal
random access
base station
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PCT/KR2023/001920
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English (en)
French (fr)
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김영범
김윤선
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삼성전자 주식회사
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    • H04W72/23—Control channels or signalling for resource management in the downlink direction of a wireless link, i.e. towards a terminal
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    • H04W74/0833—Random access procedures, e.g. with 4-step access
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    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices
    • H04W88/06—Terminal devices adapted for operation in multiple networks or having at least two operational modes, e.g. multi-mode terminals

Definitions

  • the present disclosure relates generally to wireless communication systems, and more particularly to methods and apparatus for control of base stations in wireless communication systems.
  • 5G mobile communication technology defines a wide frequency band to enable fast transmission speed and new services. It can also be implemented in the ultra-high frequency band ('Above 6GHz') called Wave.
  • 6G mobile communication technology which is called a system after 5G communication (Beyond 5G)
  • Beyond 5G in order to achieve transmission speed that is 50 times faster than 5G mobile communication technology and ultra-low latency reduced to 1/10, tera Implementations in Terahertz bands (eg, such as the 3 Terahertz (3 THz) band at 95 GHz) are being considered.
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • URLLC ultra-reliable low-latency communications
  • mMTC massive machine-type communications
  • Beamforming and Massive MIMO to mitigate the path loss of radio waves in the ultra-high frequency band and increase the propagation distance of radio waves, with the goal of satisfying service support and performance requirements, and efficient use of ultra-high frequency resources
  • numerology support multiple subcarrier interval operation, etc.
  • BWP Band-Width Part
  • large capacity New channel coding methods such as LDPC (Low Density Parity Check) code for data transmission and Polar Code for reliable transmission of control information, L2 pre-processing, and dedicated services specialized for specific services Standardization of network slicing that provides a network has been progressed.
  • LDPC Low Density Parity Check
  • NR-U New Radio Unlicensed
  • UE Power Saving NR terminal low power consumption technology
  • NTN non-terrestrial network
  • IAB Intelligent Internet of Things
  • IIoT Intelligent Internet of Things
  • DAPS Dual Active Protocol Stack
  • 2-step random access that simplifies the random access procedure
  • RACH for Standardization in the field of air interface architecture/protocol for technologies such as NR
  • an architecture eg, service based architecture, service based interface
  • MEC mobile edge computing
  • AR augmented reality
  • VR virtual reality
  • MR mixed reality
  • XR extended reality
  • AI artificial intelligence
  • ML machine learning
  • FD-MIMO Full Dimensional MIMO
  • Array Antenna for guaranteeing coverage in the terahertz band of 6G mobile communication technology.
  • multi-antenna transmission technologies such as large scale antennas, metamaterial-based lenses and antennas to improve coverage of terahertz band signals, high-dimensional spatial multiplexing technology using Orbital Angular Momentum (OAM), RIS ( Reconfigurable Intelligent Surface) technology, as well as full duplex technology to improve frequency efficiency and system network of 6G mobile communication technology, satellite, and AI (Artificial Intelligence) are utilized from the design stage and end-to-end (End-to-End) -to-End) Development of AI-based communication technology that realizes system optimization by internalizing AI-supported functions and next-generation distributed computing technology that realizes complex services beyond the limits of terminal computing capabilities by utilizing ultra-high-performance communication and computing resources could be the basis for
  • the present disclosure provides a method and apparatus for controlling a base station in a wireless communication system.
  • a first transmission reception point includes at least one transceiver; and a controller coupled to the at least one transceiver, wherein the controller provides a first signal including information about one or more TRPs operating in a frequency band different from the first TRP to the terminal. transmits, and receives a random access preamble including information on at least one TRP preferred by the terminal determined based on the first signal from the terminal, and the first TRP is When the second TRP is determined based on the information, transmitting a signal instructing the second TRP to switch to a switch-on state, and instructing the terminal to perform a random access procedure with the second TRP It can be configured to transmit a signal.
  • a second transmission reception point may include at least one transceiver; and a controller coupled to the at least one transceiver, wherein the controller receives a signal instructing to change a switch state of the second TRP, and based on the received signal, The switch state is switched, and when the switched switch state is a state in which the transmission and reception functions of the second TRP are activated, a first signal is transmitted to the terminal, and from the terminal, based on the first signal to receive a random access preamble.
  • Apparatus and method according to various embodiments of the present disclosure may provide a method and apparatus for controlling a base station in a wireless communication system.
  • FIG. 1 shows an example of a basic structure of a time-frequency resource domain in a 5G system.
  • FIG. 2 shows an example of a time-domain mapping structure of a synchronization signal and a beam sweeping operation.
  • FIG. 4 illustrates an example of a procedure for a UE to report UE capability information to a base station.
  • FIG. 6 shows an example of a communication system composed of an access carrier and a data carrier.
  • FIG. 7 shows an example of an operating scenario of a communication system composed of an access carrier and a data carrier.
  • FIG. 8 shows an example of an operating scenario of a communication system composed of an access carrier and a data carrier.
  • FIG 9 shows an example of an operating scenario of a communication system composed of an access carrier and a data carrier.
  • FIG. 10 illustrates an example of a random access procedure in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 11 illustrates an example of a random access procedure in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 12 illustrates an example of a random access procedure in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 13 shows an example of an interconnection relationship between a random access preamble and a data carrier.
  • FIG. 14 shows an example of an interconnection relationship between a random access preamble and a data carrier.
  • 15 shows an example of an interconnection relationship between a random access preamble and a data carrier.
  • FIG. 16 illustrates an example of a terminal procedure in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 17 illustrates an example of an access carrier procedure in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 18 illustrates an example of a data carrier procedure in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 19 illustrates an example of a data carrier procedure in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 20 illustrates a terminal transceiver in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • 21 illustrates an example of a configuration of a terminal in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 22 illustrates an example of a configuration of a base station in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • each block of the process flow chart diagrams and combinations of the flow chart diagrams can be performed by computer program instructions.
  • These computer program instructions may be embodied in a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment, so that the instructions executed by the processor of the computer or other programmable data processing equipment are described in the flowchart block(s). It creates means to perform functions.
  • These computer program instructions may also be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular way, such that the computer usable or computer readable memory
  • the instructions stored in are also capable of producing an article of manufacture containing instruction means that perform the functions described in the flowchart block(s).
  • the computer program instructions can also be loaded on a computer or other programmable data processing equipment, so that a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-executed process to generate computer or other programmable data processing equipment. Instructions for performing processing equipment may also provide steps for performing the functions described in the flowchart block(s).
  • each block may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical function(s). It should also be noted that in some alternative implementations it is possible for the functions mentioned in the blocks to occur out of order. For example, it is possible that two blocks shown in succession may in fact be performed substantially concurrently, or that the blocks may sometimes be performed in reverse order depending on their function.
  • ' ⁇ unit' used in this embodiment means software or hardware components such as FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and ' ⁇ unit' performs certain roles. do.
  • ' ⁇ part' is not limited to software or hardware.
  • ' ⁇ bu' may be configured to be in an addressable storage medium and may be configured to reproduce one or more processors. Therefore, as an example, ' ⁇ unit' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, and procedures. , subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
  • components and ' ⁇ units' may be combined into smaller numbers of components and ' ⁇ units' or further separated into additional components and ' ⁇ units'.
  • components and ' ⁇ units' may be implemented to play one or more CPUs in a device or a secure multimedia card.
  • ' ⁇ unit' may include one or more processors.
  • connection node a term referring to network entities, a term referring to messages, a term referring to an interface between network objects, and various types of identification information. Referring terms and the like are illustrated for convenience of description. Accordingly, the present disclosure is not limited to the terms described below, and other terms referring to objects having equivalent technical meanings may be used.
  • a physical downlink shared channel is a term that refers to a physical channel through which data is transmitted, but PDSCH may also be used to refer to data. That is, in the present disclosure, the expression 'transmitting a physical channel' may be interpreted as equivalent to the expression 'transmitting data or signals through a physical channel'.
  • higher-order signaling refers to a method of transmitting a signal from a base station to a terminal using a downlink data channel of a physical layer or from a terminal to a base station using an uplink data channel of a physical layer.
  • Higher signaling may be understood as radio resource control (RRC) signaling or media access control (MAC) control element (CE).
  • RRC radio resource control
  • MAC media access control
  • the present disclosure uses terms and names defined in the 3GPP NR (New Radio: 5th generation mobile communication standard) standard.
  • the present disclosure is not limited by the above terms and names, and may be equally applied to systems conforming to other standards.
  • the term terminal may indicate other wireless communication devices as well as mobile phones, smart phones, IoT devices, and sensors.
  • a base station is a subject that performs resource allocation of a terminal, and may be at least one of a gNode B, gNB, eNode B, eNB, Node B, BS (Base Station), a radio access unit, a base station controller, or a node on a network.
  • the terminal may include a user equipment (UE), a mobile station (MS), a cellular phone, a smart phone, a computer, or a multimedia system capable of performing communication functions.
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • a cellular phone a smart phone
  • computer or a multimedia system capable of performing communication functions.
  • multimedia system capable of performing communication functions.
  • 5G a next-generation communication system after LTE (Long Term Evolution or E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access)) and LTE-A (LTE-Advanced or E-UTRA Evolution), to handle the recent explosively increasing mobile data traffic (5 th Generation) system or the initial standard of New Radio access technology (NR) has been completed.
  • LTE Long Term Evolution
  • E-UTRA Evolved Universal Terrestrial Radio Access
  • LTE-A LTE-Advanced or E-UTRA Evolution
  • the 5G system provides eMBB (enhanced Mobile BroadBand) service to improve existing voice/data communication, ultra-reliable and low latency (ultra-reliable and low-latency) It aims to satisfy various services and requirements, such as Latency Communication (URLLC) service and massive MTC (Machine Type Communication) service that supports mass machine-to-machine communication.
  • eMBB enhanced Mobile BroadBand
  • URLLC Latency Communication
  • massive MTC Machine Type Communication
  • the 5G system mainly targets ultra-high-speed data service up to several Gbps by utilizing a much wider ultra-wide bandwidth. Accordingly, the 5G system considers an ultra-high frequency band from a few GHz to a maximum of 100 GHz, where it is relatively easy to secure an ultra-wide bandwidth frequency, as a candidate frequency. In addition, it is possible to secure a wide bandwidth frequency for the 5G system through frequency rearrangement or allocation among frequency bands from hundreds of MHz to several GHz used in existing mobile communication systems.
  • Radio waves in the ultra-high frequency band have a wavelength of several millimeters and are also referred to as millimeter waves.
  • the pathloss of radio waves increases in proportion to the frequency band, so the coverage of the mobile communication system becomes small.
  • beamforming technology is applied to increase the reach distance of radio waves by concentrating radiated energy of radio waves to a predetermined destination using a plurality of antennas. That is, the signal to which the beamforming technology is applied has a relatively narrow beam width, and radiant energy is concentrated within the narrowed beam width, so that the radio wave arrival distance increases.
  • the beamforming technology may be applied to a transmitting end and a receiving end, respectively. Beamforming technology has an effect of reducing interference in an area other than a beamforming direction, in addition to an effect of increasing coverage. In order for the beamforming technology to properly operate, an accurate measurement and feedback method of a transmission/reception beam is required.
  • the beamforming technology may be applied to a control channel or a data channel corresponding to a predetermined terminal and a base station on a one-to-one basis.
  • a control channel and a data channel for transmitting a common signal transmitted from a base station to a plurality of terminals in the system for example, a synchronization signal, a physical broadcast channel (PBCH), and system information Beamforming technology can also be applied to increase coverage.
  • PBCH physical broadcast channel
  • system information Beamforming technology can also be applied to increase coverage.
  • a beam sweeping technology that transmits a signal by changing a beam direction is additionally applied so that a common signal can reach a terminal existing at an arbitrary position in a cell. do.
  • an ultra-low latency service with a transmission delay of about 1 ms between transmitting and receiving ends is required.
  • TTI Transmission Time Interval
  • the TTI is a basic time unit for performing scheduling, and the TTI of the existing LTE and LTE-A systems is 1 ms corresponding to the length of one subframe.
  • 0.5ms, 0.25ms, 0.125ms, etc. which are shorter than existing LTE and LTE-A systems, are possible.
  • the present disclosure relates to a method and apparatus for efficient frequency use and reduction of base station energy consumption in a wireless communication system.
  • the present disclosure provides a method and apparatus for reducing energy consumption of a base station and efficiently using a frequency in a mobile communication system.
  • the present invention by defining a signal transmission method between a base station and a terminal in a mobile communication system, it is possible to solve the problem of excessive energy consumption of the base station and achieve high energy efficiency. In addition, the effect of increasing the frequency efficiency of the mobile communication system can be achieved.
  • FIG. 1 shows an example of a basic structure of a time-frequency resource domain in a 5G system.
  • FIG. 1 is a diagram showing the basic structure of a time-frequency resource domain, which is a radio resource domain in which a data or control channel of a 5G system is transmitted.
  • a horizontal axis represents a time domain and a vertical axis represents a frequency domain in FIG. 1 .
  • the minimum transmission unit in the time domain of the 5G system is an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbol, (102) symbols are gathered to form one slot (106), The number of slots may form one subframe 105 .
  • the length of the subframe is 1.0ms, and 10 subframes may be gathered to form a 10ms frame 114.
  • the minimum transmission unit in the frequency domain is a subcarrier, and the bandwidth of the entire system transmission bandwidth may consist of a total of N BW (104) subcarriers.
  • a basic unit of resources in the time-frequency domain is a resource element (RE) 112, which may be represented by an OFDM symbol index and a subcarrier index.
  • RE resource element
  • a resource block (RB or physical resource block, PRB) in the frequency domain (110) contiguous subcarriers. in 5G systems 12, and the data rate may increase in proportion to the number of RBs scheduled for the UE.
  • a base station may map data in units of RBs and generally perform scheduling on an RB constituting one slot for a predetermined terminal. That is, in the 5G system, a basic time unit for performing scheduling may be a slot, and a basic frequency unit for performing scheduling may be an RB.
  • CP cyclic prefix
  • the ratio of the CP length to the symbol length is maintained at a constant value, the overhead due to the CP can be maintained constant regardless of the subcarrier interval. That is, when the subcarrier interval is small, the symbol length becomes long, and accordingly, the CP length may also be long. Conversely, if the subcarrier interval is large, the symbol length becomes short, and thus the CP length can be reduced.
  • the symbol length and CP length may be inversely proportional to the subcarrier spacing.
  • various frame structures can be supported by adjusting the subcarrier interval to satisfy various services and requirements. For example,
  • the symbol length in the time domain is shortened, and as a result, the slot length is shortened, which is advantageous for supporting ultra-low latency services such as URLLC.
  • a cell is a concept indicating an area covered by one base station in mobile communication.
  • Subcarrier spacing, CP length, etc. are essential information for OFDM transmission and reception, and smooth transmission and reception is possible only when the base station and the terminal recognize the subcarrier spacing and CP length as common values.
  • [Table 1] shows the subcarrier spacing configuration ( ⁇ ) and subcarrier spacing supported by the 5G system. , represents the relationship of CP length.
  • [Table 2] shows the number of symbols per slot for each subcarrier spacing setting ( ⁇ ) in the case of a general CP ), the number of slots per frame ( ), the number of slots per subframe ( ) shows
  • [Table 3] shows the number of symbols per slot for each subcarrier spacing setting ( ⁇ ) in the case of an extended CP ( ), the number of slots per frame ( ), the number of slots per subframe ( ).
  • frame structure B compared to the frame structure A is
  • the carrier interval and the RB size are doubled, and the slot length and symbol length are doubled.
  • 2 slots may constitute 1 subframe, and 20 subframes may constitute 1 frame.
  • essential parameter sets such as the subcarrier interval, CP length, and slot length have a relationship of integer multiples for each frame structure, thereby providing high scalability.
  • a subframe having a fixed length of 1 ms may be defined to indicate a reference time unit independent of a frame structure.
  • the frame structure can be applied in response to various scenarios.
  • the frame structure A can support a relatively larger cell than the frame structure B.
  • the frame structure B can support a relatively higher operating frequency than the frame structure A.
  • the shorter the slot length which is the basic time unit of scheduling, is advantageous to support ultra-low latency services such as URLLC, so the frame structure B may be more suitable for the URLLC service than the frame structure A.
  • uplink refers to a radio link in which a terminal transmits data or control signals to a base station
  • downlink refers to a radio link in which a base station transmits data or control signals to a base station. It may refer to a radio link that transmits a signal.
  • the terminal matches the downlink time and frequency synchronization from the synchronization signal transmitted by the base station through cell search, and the cell identifier (cell identifier) identifier (ID)) can be obtained.
  • the terminal may receive a physical broadcast channel (PBCH) using the obtained cell ID and obtain a master information block (MIB), which is essential system information, from the PBCH.
  • the terminal may receive system information (System Information Block, SIB) transmitted by the base station to obtain cell-common transmission/reception related control information.
  • SIB System Information Block
  • the cell common transmission/reception related control information may include random access related control information, paging related control information, common control information for various physical channels, and the like.
  • a synchronization signal is a reference signal for cell search, and a subcarrier interval may be applied for each frequency band to suit a channel environment such as phase noise.
  • a subcarrier interval may be applied according to service types in order to support various services as described above.
  • FIG. 2 shows an example of a time-domain mapping structure of a synchronization signal and a beam sweeping operation.
  • -PSS Primary Synchronization Signal
  • - SSS Secondary Synchronization Signal: serves as a standard for DL time/frequency synchronization and provides some remaining cell ID information. Additionally, it may serve as a reference signal for demodulation of the PBCH.
  • - PBCH Physical Broadcast Channel
  • MIB Master Information Block
  • the essential system information includes search space related control information indicating radio resource mapping information of a control channel, scheduling control information for a separate data channel for transmitting system information, and SFN (System Frame Number) and the like may be included.
  • the SS/PBCH block consists of N OFDM symbols and is composed of a combination of PSS, SSS, PBCH, etc.
  • the SS/PBCH block is the minimum unit to which beam sweeping is applied.
  • N 4 may be.
  • a base station can transmit up to L SS/PBCH blocks, and the L SS/PBCH blocks are mapped within a half frame (0.5 ms).
  • the L SS/PBCH blocks are periodically repeated in units of a predetermined period P. The period P may be informed by the base station to the terminal through signaling.
  • Each SS/PBCH block has an SS/PBCH block index from 0 to a maximum of L-1, and the UE can know the SS/PBCH block index through SS/PBCH detection.
  • FIG. 2 shows an example in which beam sweeping is applied in units of SS/PBCH blocks over time.
  • terminal 1 (205) receives an SS/PBCH block at time t1 (201) using a beam radiated toward #d0 (203) by beamforming applied to SS/PBCH block #0.
  • Terminal 2 206 receives the SS/PBCH block at time t2 202 using a beam emitted in the direction #d4 204 by beamforming applied to SS/PBCH block #4.
  • the terminal can obtain an optimal synchronization signal through a beam emitted from the base station in the direction in which the terminal is located. For example, it may be difficult for terminal 1 205 to obtain time/frequency synchronization and essential system information from an SS/PBCH block through a beam radiated in #d4 direction away from the location of terminal 1.
  • the UE may also receive the SS/PBCH block to determine whether the radio link quality of the current cell is maintained at a certain level or higher.
  • the terminal receives the SS/PBCH block of the neighboring cell to determine the radio link quality of the neighboring cell and acquire time/frequency synchronization of the neighboring cell. can do.
  • the terminal After the terminal acquires the MIB and system information from the base station through the initial access procedure, the terminal performs a random access procedure to switch the link with the base station to the connected state (RRC_CONNECTED state). can be done Upon completion of the random access procedure, the terminal is switched to a connected state, and one-to-one communication between the base station and the terminal is possible.
  • RRC_CONNECTED state Upon completion of the random access procedure, the terminal is switched to a connected state, and one-to-one communication between the base station and the terminal is possible.
  • a random access procedure will be described in detail with reference to FIG. 3 .
  • the terminal transmits a random access preamble to the base station.
  • the random access preamble which is the first transmission message of the terminal, may be referred to as message 1.
  • the base station may measure a transmission delay value between the terminal and the base station from the random access preamble and match uplink synchronization.
  • the terminal may arbitrarily select which random access preamble to use within the random access preamble set previously given by system information.
  • the initial transmission power of the random access preamble may be determined according to a pathloss between the base station and the terminal measured by the terminal.
  • the terminal may transmit the random access preamble by determining the transmission beam direction of the random access preamble from the synchronization signal received from the base station.
  • the base station transmits an uplink transmission timing adjustment command to the terminal based on the transmission delay value measured from the random access preamble received in step 1 310.
  • the base station may transmit an uplink resource and a power control command to be used by the terminal as scheduling information.
  • the scheduling information may include control information for the uplink transmission beam of the UE.
  • step 1 310 can proceed again. If the first step 310 is performed again, the terminal can increase the random access preamble reception probability of the base station by increasing the transmit power of the random access preamble by a predetermined step before transmitting (power ramping).
  • RAR random access response
  • the terminal transmits uplink data (message 3) including its own terminal ID to the base station using the uplink resources allocated in the second step 320, and uses the uplink data channel (Physical Uplink Shared Channel, PUSCH). ) is sent via Transmission timing of the uplink data channel for transmitting Message 3 may follow the timing control command received from the base station in step 2 320. Transmission power of the uplink data channel for transmitting Message 3 may be determined in consideration of the power control command received from the base station in step 2 320 and the power ramping value of the random access preamble.
  • the uplink data channel for transmitting Message 3 may mean a first uplink data signal transmitted by the UE to the base station after the UE transmits the random access preamble.
  • the base station transmits data (message 4) including the ID of the terminal that has transmitted the uplink data in the third step 330. transmitted to the terminal.
  • the terminal may determine that the random access is successful.
  • the terminal may transmit HARQ-ACK information indicating successful reception of message 4 to the base station through a physical uplink control channel (PUCCH).
  • PUCCH physical uplink control channel
  • the base station may not transmit any more data to the terminal. Accordingly, if the terminal does not receive data transmitted in step 4 340 from the base station within a predetermined time, it may be determined that the random access procedure has failed and start again from step 1 310.
  • the base station may receive a report of UE capability information from a UE in a connected state and adjust scheduling by referring to UE capability information of the corresponding UE.
  • the terminal may inform the base station of whether the terminal itself supports a predetermined function, the maximum allowable value of the function supported by the terminal, etc. through the UE capability information. Accordingly, the UE capability information reported by each terminal to the base station may be a different value for each terminal.
  • the terminal may report UE capability information including at least a part of the next control information as the UE capability information to the base station.
  • bandwidth-related control information When carrier aggregation (CA) is supported, bandwidth-related control information
  • FIG. 4 illustrates an example of a procedure for a UE to report UE capability information to a base station.
  • the base station 402 may transmit a UE capability information request message to the terminal 401.
  • the UE Upon request of UE capability information from the base station, the UE transmits UE capability information to the base station in step 420 .
  • Downlink Control Information is control information transmitted from a base station to a terminal through downlink, and may include downlink data scheduling information or uplink data scheduling information for a predetermined terminal.
  • DCI Downlink Control Information
  • a base station can independently channel-code DCI for each terminal and transmit the DCI to each terminal through a physical downlink control channel (PDCCH).
  • PDCH physical downlink control channel
  • the base station determines whether the downlink data is scheduling information (Downlink assignment), whether the uplink data is scheduling information (Uplink grant), or whether DCI is used for power control.
  • DCI format can be applied and operated.
  • the base station may transmit downlink data to the terminal through a physical downlink shared channel (PDSCH), which is a physical channel for transmitting downlink data.
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • Scheduling information such as the specific mapping position of the PDSCH in the time and frequency domains, modulation method, HARQ-related control information, and power control information, is transmitted from the base station to the UE through DCI related to downlink data scheduling information among DCIs transmitted through the PDCCH. can tell you
  • the terminal may transmit uplink data to the base station through a physical uplink shared channel (PUSCH) for uplink data transmission.
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • Scheduling information such as the specific mapping position of the PUSCH in the time and frequency domains, modulation method, HARQ-related control information, and power control information, will be informed by the base station to the UE through the DCI related to uplink data scheduling information among the DCIs transmitted through the PDCCH.
  • the time-frequency resource to which the PDCCH is mapped is called a control resource set (CORESET).
  • CORESET may be set to all or some frequency resources of the bandwidth supported by the terminal in the frequency domain. In the time domain, it can be configured with one or a plurality of OFDM symbols, which can be defined as a CORESET length (Control Resource Set Duration).
  • the base station may set one or a plurality of CORESETs to the terminal through higher layer signaling (eg, system information, master information block (MIB), radio resource control (RRC) signaling). Setting the CORESET to the terminal may mean providing information such as a CORESET identifier (Identity), a frequency location of the CORESET, and a symbol length of the CORESET.
  • Information provided by the base station to the terminal to configure the CORESET may include at least some of the information included in ⁇ Table 4>.
  • the CORESET is in the frequency domain It can be composed of, and in the time domain It can consist of symbols.
  • the NR PDCCH may consist of one or a plurality of Control Channel Elements (CCEs).
  • CCEs Control Channel Elements
  • One CCE may consist of 6 REGs (Resource Element Groups), and a REG may be defined as 1 RB for 1 OFDM symbol.
  • REGs may be indexed in a time-first order, starting with REG index 0 from the first OFDM symbol and the lowest RB of the CORESET.
  • an interleaved method and a non-interleaved method may be supported.
  • the base station may set whether interleaving or non-interleaving transmission is performed for each CORESET to the terminal through higher layer signaling. Interleaving may be performed in units of REG bundles.
  • a REG bundle may be defined as a set of one or multiple REGs.
  • the UE may determine the CCE-to-REG mapping method in the corresponding CORESET based on interleaved or non-interleaved transmission set by the base station in the manner shown in Table 5 below.
  • the base station may notify the terminal of configuration information such as a symbol to which the PDCCH is mapped in a slot and a transmission period through signaling.
  • the search space of the PDCCH is described as follows.
  • the number of CCEs required to transmit the PDCCH can be 1, 2, 4, 8, or 16 according to the aggregation level (AL), and the different numbers of CCEs can be used for link adaptation of the downlink control channel.
  • AL aggregation level
  • the different numbers of CCEs can be used for link adaptation of the downlink control channel.
  • AL aggregation level
  • one downlink control channel can be transmitted through L control channel elements (CCEs).
  • CCEs L control channel elements
  • the UE performs blind decoding to detect signals without knowing information about the downlink control channel.
  • a search space representing a set of CCEs may be defined.
  • the search space is a set of downlink control channel candidates consisting of CCEs that the UE should attempt to decode on a given aggregation level, and various aggregations that make one group with 1, 2, 4, 8, and 16 CCEs Since there are levels, the terminal can have a plurality of search spaces.
  • a search space set may be defined as a set of search spaces at all set aggregation levels.
  • the search space can be classified into a common search space (CSS) and a UE-specific search space (USS).
  • a certain group of terminals or all terminals can search the common search space of the PDCCH in order to receive cell-common control information such as dynamic scheduling for system information block (SIB) or paging messages.
  • SIB system information block
  • the terminal can receive scheduling allocation information of the PDSCH for system information reception by examining the common search space of the PDCCH.
  • a common search space since a certain group of terminals or all terminals must receive the PDCCH, it can be defined as a set of pre-promised CCEs.
  • Scheduling assignment information for the UE-specific PDSCH or PUSCH can be received by the UE by examining the UE-specific search space of the PDCCH.
  • the terminal-specific search space may be defined terminal-specifically as a function of the identity (ID) of the terminal and various system parameters.
  • the base station may set configuration information on the search space of the PDCCH to the terminal through higher layer signaling (eg, SIB, MIB, RRC signaling).
  • the base station includes the number of PDCCH candidate groups at each aggregation level L, a monitoring period for the search space, a monitoring occasion in symbol units within a slot for the search space, a search space type (common search space or UE-specific search space), A combination of a DCI format and an RNTI to be monitored in the search space, a CORESET index to be monitored in the search space, and the like can be set to the terminal.
  • the parameter for the search space for the PDCCH may include information as shown in Table 6 below.
  • the base station may set one or a plurality of search space sets for the terminal.
  • the base station may configure search space set 1 and search space set 2 for the terminal.
  • search space set 1 the terminal can be configured to monitor DCI format A scrambled with X-RNTI in a common search space
  • search space set 2 the terminal uses DCI format B scrambled with Y-RNTI in a terminal-specific search space. It can be set to monitor in
  • one or a plurality of search space sets may exist in a common search space or a terminal-specific search space.
  • search space set #1 and search space set #2 may be set as common search spaces
  • search space set #3 and search space set #4 may be set as terminal-specific search spaces.
  • the UE can monitor a combination of the following DCI format and RNTI.
  • DCI format a combination of the following DCI format and RNTI.
  • RNTI a combination of the following DCI format and RNTI.
  • the UE can monitor a combination of the following DCI format and RNTI.
  • DCI format a combination of the following DCI format and RNTI.
  • RNTI a combination of the following DCI format and RNTI.
  • the RNTIs may follow the following definitions and uses.
  • C-RNTI Cell RNTI
  • TC-RNTI Temporal Cell RNTI
  • CS-RNTI Configured Scheduling RNTI
  • RA-RNTI Random Access RNTI
  • P-RNTI Paging RNTI
  • SI-RNTI System Information RNTI
  • INT-RNTI Used to inform whether PDSCH is punctured or not
  • TPC-PUSCH-RNTI Transmit Power Control for PUSCH RNTI
  • TPC-PUCCH-RNTI Transmit Power Control for PUCCH RNTI
  • TPC-SRS-RNTI Transmit Power Control for SRS RNTI
  • search space of the aggregation level L in the CORESET p, search space set s can be expressed as the following equation.
  • the value may correspond to 0 in the case of a common search space.
  • the value may correspond to a value that changes according to the ID of the UE (C-RNTI or the ID set for the UE by the base station) and the time index.
  • a data rate can be increased through a spatial multiplexing method using a plurality of transmit/receive antennas.
  • the number of required power amplifiers (PAs) increases in proportion to the number of transmission antennas provided in a base station or terminal.
  • the maximum power of the base station and the terminal depends on the characteristics of the power amplifier, and in general, the maximum power of the base station depends on the cell size covered by the base station. Usually, the maximum output is expressed in dBm.
  • the maximum output of the terminal is usually 23dBm or 26dBm.
  • the base station is provided with 64 transmission antennas and corresponding 64 power amplifiers in a 3.5 GHz frequency band and can operate in a 100 MHz bandwidth.
  • the energy consumption of the base station increases in proportion to the output of the power amplifier and the operating time of the power amplifier.
  • 5G base stations have a relatively high operating frequency band and are characterized by having a wide bandwidth and many transmit antennas. While this feature has the effect of increasing the data rate, the cost of increasing the energy consumption of the base station occurs. Therefore, as the number of base stations constituting the mobile communication network increases, energy consumption of the entire mobile communication network increases in proportion thereto.
  • the energy consumption of the base station is greatly influenced by the operation of the power amplifier. Since the power amplifier is involved in the transmission operation of the base station, the downlink (DL) transmission operation of the base station is highly related to energy consumption of the base station. Relatively, the uplink (UL) reception operation of the base station does not account for a high portion of energy consumption of the base station.
  • a physical channel and a physical signal transmitted by the base station through downlink are as follows.
  • - PDSCH Physical Downlink Shared Channel: Downlink data channel including data to be transmitted to one or more terminals
  • -PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • control information such as a slot format and a power control command may be transmitted through a PDCCH alone without a PDSCH or PUSCH to be scheduled.
  • the scheduling information includes resource information to which PDSCH or PUSCH is mapped, HARQ related information, power control information, and the like.
  • - PBCH Physical Broadcast Channel: A downlink broadcast channel that provides MIB (Master Information Block), which is essential system information required for transmission and reception of a data channel and control channel of a terminal.
  • MIB Master Information Block
  • -PSS Primary Synchronization Signal
  • - SSS Secondary Synchronization Signal: A signal that serves as a reference for DL time and/or frequency (hereinafter referred to as time/frequency) synchronization and provides some remaining cell ID information.
  • - DM-RS Demodulation Reference Signal: Reference signal for channel estimation of the terminal for each of PDSCH, PDCCH, and PBCH
  • - CSI-RS Channel-state Information Reference Signal
  • the energy saving effect of the base station due to the stop of the power amplifier operation can be increased. Operations of not only the power amplifier but also other base station devices such as baseband devices are reduced, so additional energy savings are possible. Similarly, even if the uplink reception operation takes up a relatively small proportion of the total energy consumption of the base station, an additional energy saving effect can be obtained if the uplink reception operation can be stopped.
  • the downlink transmission operation of the base station is basically dependent on the amount of downlink traffic. For example, if there is no data to be transmitted to the terminal in downlink, the base station does not need to transmit the PDSCH and the PDCCH for scheduling the PDSCH. Alternatively, if transmission of the data can be temporarily suspended for reasons such as not being sensitive to transmission delay, the base station may not transmit PDSCH and/or PDCCH. For convenience of description below, a method of reducing energy consumption of a base station by not transmitting PDSCH and/or PDCCH related to data traffic or by appropriately adjusting the transmission is referred to as 'Base Station Energy Saving Method 1-1'.
  • the operation of the power amplifier of the base station and related RF devices, baseband devices, etc. By stopping or minimizing the operation, the energy saving effect of the base station can be maximized.
  • energy consumption of the base station can be reduced by switching off part of the antenna or power amplifier of the base station (hereinafter referred to as 'base station energy saving method 2').
  • 'base station energy saving method 2' energy consumption of the base station can be reduced by switching off part of the antenna or power amplifier of the base station.
  • an adverse effect such as a decrease in cell coverage or a decrease in throughput may be accompanied.
  • a base station equipped with 64 transmit antennas and corresponding 64 power amplifiers in the 3.5 GHz frequency band as described above and operating in a 100 MHz bandwidth has four transmit antennas for a predetermined time interval to save base station energy.
  • a base station mode in which an operation for saving base station energy is applied is referred to as a base station energy saving mode (ES mode)
  • ES mode base station energy saving mode
  • Normal mode base station normal mode
  • CC component carrier
  • CA carrier aggregation
  • Carrier aggregation technology increases the total frequency bandwidth by combining individual component carriers with relatively small bandwidths when a mobile communication service provider cannot secure a frequency with a bandwidth sufficient to provide high-speed data service with a single component carrier. High-speed data service can be made possible.
  • the frequency band utilized by the 5G system is wide ranging from hundreds of MHz to tens of GHz.
  • the lower the frequency band the larger the coverage due to relatively small pathloss, and the larger the frequency band, the smaller the coverage due to relatively high pathloss.
  • the available frequencies for mobile communication are relatively small and the bandwidth is small, whereas in the high frequency band, it is relatively easy to secure a wide bandwidth frequency, which is suitable for high-speed data service.
  • the 6G ( 6th generation) mobile communication system which is a next-generation mobile communication system, considers the THz (Terahertz, 10 12 Hz) band as one of the candidate frequencies.
  • THz Transmissionhertz
  • a mobile communication operator may operate a system combining LTE and 5G by combining a previously secured frequency band for an LTE system and a newly secured frequency band for a 5G system.
  • a mobile communication operator may provide a mobile communication service through 5G CA by securing a frequency band for a 5G system across multiple bands and then combining frequencies of the multiple bands.
  • characteristics such as coverage and bandwidth vary according to frequency bands, a mobile communication service combining multiple frequency bands is becoming increasingly active rather than a mobile communication service relying on a single frequency band.
  • the first embodiment describes a communication system structure in which frequencies of several bands are combined to enhance frequency use efficiency.
  • the frequencies may be directly adjacent or apart in the frequency domain.
  • FIG. 6 shows an example of a communication system composed of an access carrier and a data carrier.
  • the communication system of FIG. 6 includes a carrier operating at frequency F1 (hereinafter referred to as 'access carrier' for convenience of explanation, 601) and a carrier operating at frequency F2 (hereinafter referred to as 'data carrier', 602). ') (F1 ⁇ F2).
  • F1 is advantageous in coverage because of its relatively low frequency band, but has limitations in providing high-speed data service due to bandwidth constraints.
  • F2 has a relatively weak coverage due to its relatively high frequency band, but has an advantage in high-speed data service with a relatively wide bandwidth.
  • the size of the circle shown in FIG. 6 indicates the size of coverage that each carrier can provide. In the example of FIG.
  • the base station may be a combination of 'access carrier' and 'data carrier', or 'access carrier' and 'data carrier' may be implemented as separate base stations. If 'access carrier' and 'data carrier' are implemented as one base station, 'access carrier' and 'data carrier' may be referred to as transmission reception points (TRPs) using different frequencies, respectively.
  • TRPs transmission reception points
  • An 'access carrier' may be implemented as a base station that transmits a signal through a frequency resource corresponding to the 'access carrier'.
  • the 'data carrier' may be implemented as a base station that transmits a signal through a frequency resource corresponding to the 'data carrier'.
  • the 'access carrier' serves to provide essential information of the communication system, such as the aforementioned synchronization signal, PBCH, and system information, and switches on to support all terminals in the system regardless of the status of the terminal. keep The base station in the switched-on state maintains power to the transmission block and the reception block and performs normal transmission and reception operations. The terminal performs an initial access operation through an 'access carrier'.
  • the 'data carrier' switches between a switched on state and a switched off state as needed. In the switch-off state, the power of the base station is partially or completely turned off.
  • a 'data carrier' is switched on to service a terminal in a connected state that has completed initial access, and if there is no terminal to service, it is switched to an off state to prevent unnecessary energy consumption of the base station.
  • the 'data carrier' can increase frequency efficiency by omitting or minimizing the transmission of essential information provided to the terminal.
  • the first embodiment can be described by classifying it into the following scenarios according to whether or not it is an initial access stage.
  • the state of the UE can be largely classified into a connected state (eg, connected state or RRC_CONNECTED state) and an idle state (eg, Idle state or RRC_IDLE state).
  • a connected state eg, connected state or RRC_CONNECTED state
  • an idle state eg, Idle state or RRC_IDLE state.
  • the terminal performs a series of initial access (initial access) synchronization with the base station, obtaining system information from the base station, and performing a random access procedure. ) procedure.
  • the terminal state in the initial access stage is called the idle state.
  • the initial access step is completed, the terminal is now switched to the connected state and can perform one-to-one data transmission and reception with the base station.
  • FIG. 7 shows an example of an operating scenario of a communication system composed of an access carrier and a data carrier.
  • Scenario 1-1 A scenario in which a terminal performs initial access with a base station.
  • FIG. 7 shows a system composed of an 'access carrier' 701 and a 'data carrier' (710, 720, 730, 740, 750). This is a case where there is no terminal in a connected state in the current system.
  • the 'access carrier' maintains a switched-on state to support all terminals in the system regardless of the state of the terminal.
  • the 'data carrier' maintains the switched-off state and expects the base station energy saving effect.
  • the terminal in the idle state obtains a synchronization signal, system information, etc. from the 'access carrier', and performs a random access procedure with the 'access carrier' based on this.
  • FIG. 8 shows an example of an operating scenario of a communication system composed of an access carrier and a data carrier.
  • Scenario 1-2 Another scenario in which a terminal performs initial access with a base station.
  • FIG. 8 shows a system composed of an 'access carrier' 801 and a 'data carrier' (810, 820, 830, 840, 850).
  • the 'access carrier' maintains a switched-on state to support all terminals in the system regardless of the status of the terminal.
  • some of the 'data carriers' (840 and 850, hereinafter referred to as 'data carrier set#1') maintain a switch-off state in both transmission and reception operations, so that a base station energy saving effect is expected.
  • 'data carrier set#2' Some other 'data carriers' (810, 820, 830, hereinafter referred to as 'data carrier set#2') are switched off in transmission operation but switched on in reception operation, thereby expecting a partial base station energy saving effect.
  • the terminal in the idle state acquires synchronization signals and system information from the 'access carrier' and performs a random access procedure based on this.
  • the random access procedure may be performed for 'access carrier' or 'data carrier set#2'.
  • An 'access carrier' or 'data carrier set#2' may receive an uplink signal transmitted by a terminal during a random access procedure.
  • FIG 9 shows an example of an operating scenario of a communication system composed of an access carrier and a data carrier.
  • Scenario 2 A scenario in which a terminal communicates with a base station
  • the terminal that has completed the initial access procedure can perform one-to-one data communication with the 'data carrier'.
  • a 'data carrier' 910 is determined to be the most suitable base station for servicing a terminal in a currently connected state, and the 'data carrier' 910 is switched on to perform one-to-one data communication with the terminal.
  • the 'data carrier' 910 is switched on to perform one-to-one data communication with the terminal.
  • the control information related to the threshold value A and the threshold value B can be set by the base station through signaling to the terminal in advance.
  • 'data carriers' that do not satisfy the switch-on condition remain in a switched-off state, and an energy saving effect of the base station is expected.
  • the 'access carrier' can decide whether to switch on or off the 'data carrier' and notify the corresponding 'data carrier' through signaling.
  • Scenario 2 can be modified in various ways in relation to the operation between the terminal and the 'access carrier'.
  • the terminal once the terminal performs data communication with the switched-on 'data carrier', the terminal no longer performs data communication with the 'access carrier'. That is, at any moment, the terminal performs data communication with one base station.
  • operations such as the terminal receiving a synchronization signal from the 'access carrier' and obtaining system information are still possible.
  • the terminal can perform data communication with the 'access carrier'. That is, at any moment, the terminal can perform data communication simultaneously with the 'access carrier' and the 'data carrier'. In this case, the terminal performs relatively high-speed data transmission and reception with the 'data carrier' and relatively low-speed data transmission and reception with the 'access carrier'.
  • the second embodiment describes a random access procedure between a terminal and a base station.
  • the main points of the second embodiment are as follows.
  • the random access preamble transmitted from the terminal to the base station is divided into two steps and applied.
  • the terminal transmits a random access preamble to the 'access carrier', and the random access preamble includes information on the 'data carrier' that the terminal intends to access in the next step.
  • the terminal transmits the random access preamble to the 'data carrier' and performs an operation to match the time-frequency synchronization between the terminal and the 'data carrier'.
  • the random access preamble transmitted by the terminal and the 'data carrier' are interconnected. For example, if the terminal transmits random access preamble #1, this may indicate that the terminal wants to access 'data carrier #1'.
  • the interconnection relationship may be pre-promised between the terminal and the base station, or the base station may set and inform the terminal as system information.
  • the 'access carrier' obtains information about the 'data carrier' that the terminal wants to access from the random access preamble received from the terminal, and by referring to this, determines to switch on the 'data carrier' and switches on the 'data carrier' It can be instructed through signaling.
  • the 'data carrier' switched to the switched-on state transmits a reference signal so that the terminal can measure the channel quality state of the 'data carrier'.
  • FIG. 10 illustrates an example of a random access procedure in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • step 1001 the terminal receives a synchronization signal, PBCH, system information, etc. from the 'access carrier', matches time-frequency synchronization with the 'access carrier', and acquires information necessary for a random access procedure. Also, in step 1001, the terminal acquires control information (hereinafter referred to as 'control information #1') for one or more 'data carriers' connected to the 'access carrier'.
  • the 'control information #1' may be included in a synchronization signal, PBCH, system information, etc. received by the terminal from the 'access carrier' and transmitted.
  • the 'control information #1' may include control information for a reference signal such as SSB or CSI-RS required for the terminal to measure the channel quality state of the corresponding 'data carrier'.
  • the 'control information #1' may include frequency information on the 'data carrier' connected to the 'access carrier'.
  • the terminal starts a random access procedure by transmitting a random access preamble to an 'access carrier' based on the information obtained in step 1001.
  • the initial transmit power and transmit beam direction of the random access preamble may be determined by the UE according to the synchronization signal of the 'access carrier' measured in step 1001. If the terminal does not receive a response to the transmission of the random access preamble from the base station, the terminal may transmit the random access preamble again.
  • the random access preamble transmitted by the UE in step 1002 may explicitly or implicitly include information on a 'data carrier' preferred by the UE. For example, the terminal may select a 'data carrier' having the best channel quality among several 'data carriers' and inform the 'access carrier' of the selected 'data carrier'.
  • the 'access carrier' successfully detects the random access preamble transmitted by the terminal. Accordingly, the 'access carrier' also obtains information on the 'data carrier' preferred by the terminal, and determines the 'data carrier' to switch to the switched-on state (or wake-up) by referring to this information.
  • step 1004 the 'access carrier' instructs the 'data carrier' to switch to the switched-on state through signaling.
  • the 'data carrier' may respond to the 'access carrier' that it has successfully received the indication.
  • step 1005 the 'data carrier' switches to the switch on state according to the instruction of the 'access carrier' and starts transmitting the reference signal.
  • the reference signal may be SSB or CSI-RS.
  • step 1006 the 'access carrier' instructs the terminal to perform a random access procedure with the 'data carrier'.
  • step 1007 the terminal successfully detects the reference signal transmitted by the 'data carrier'. As a result, the terminal can match time-frequency synchronization with the 'data carrier'.
  • step 1008 the UE starts a random access procedure by transmitting a random access preamble through a 'data carrier'.
  • the initial transmission power and transmission beam direction of the random access preamble may be determined by the terminal according to the reference signal of the 'data carrier' measured in step 1007 above.
  • the 'data carrier' If the 'data carrier' successfully detects the random access preamble transmitted by the terminal in step 1009, the 'data carrier' transmits a random access response signal to the terminal in step 1010.
  • step 1011 the terminal transmits message 3 of the random access procedure to the 'data carrier', and in response to this, the 'data carrier' transmits message 4 to the terminal in step 1012, thereby completing the random access procedure.
  • the terminal may perform one-to-one data communication with the 'data carrier'.
  • the terminal may start again from step 1002 or step 1008. At this time, the 'data carrier' may instruct the terminal from which step to start again or may operate according to the terminal's own judgment.
  • the second embodiment can be modified in various ways.
  • the signal transmitted from the 'access carrier' to the terminal in step 1006 may be replaced with a response signal to the random access preamble sent from the terminal to the 'access carrier' in step 1002.
  • the random access procedure between the terminal and the 'access carrier' may be completed by transmitting and receiving message 3 and message 4 between the terminal and the 'access carrier'.
  • the third embodiment describes a random access procedure of a terminal and a base station in a method different from that of the second embodiment.
  • the third embodiment basically follows the operation of the second embodiment, but has the following additional features.
  • the third embodiment operates by including an access and mobility management function (AMF), which is a network entity responsible for functions such as terminal authentication, security, and mobility management in the system.
  • AMF access and mobility management function
  • the AMF determines a 'data carrier' to switch to a switched-on state by referring to information provided from an 'access carrier', and instructs the 'data carrier' to switch-on through signaling.
  • FIG. 11 illustrates an example of a random access procedure in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • step 1101 the terminal receives a synchronization signal, PBCH, system information, etc. from the 'access carrier', matches time-frequency synchronization with the 'access carrier', and acquires information necessary for a random access procedure. Also, in step 1101, the terminal obtains control information (hereinafter referred to as 'control information #1') for one or more 'data carriers' connected to the 'access carrier'.
  • the 'control information #1' may be included in a synchronization signal, PBCH, system information, etc. received by the terminal from the 'access carrier' and transmitted.
  • the 'control information #1' may include control information for a reference signal such as SSB or CSI-RS required for the terminal to measure the channel quality state of the corresponding 'data carrier'.
  • the 'control information #1' may include frequency information on the 'data carrier' connected to the 'access carrier'.
  • the terminal starts a random access procedure by transmitting a random access preamble to the 'access carrier' based on the information acquired in step 1101.
  • the initial transmission power and transmission beam direction of the random access preamble may be determined by the UE according to the synchronization signal of the 'access carrier' measured in step 1101. If the terminal does not receive a response to the transmission of the random access preamble from the base station, the terminal may transmit the random access preamble again.
  • the random access preamble transmitted by the UE in step 1102 may explicitly or implicitly include information on a 'data carrier' preferred by the UE. For example, the terminal may select a 'data carrier' having the best channel quality among several 'data carriers' and inform the 'access carrier' of the selected 'data carrier'.
  • step 1103 the 'access carrier' successfully detects the random access preamble transmitted by the terminal. Accordingly, the 'access carrier' also acquires information about the 'data carrier' preferred by the terminal.
  • step 1104 the 'access carrier' transfers information about the 'data carrier' preferred by the terminal obtained from the terminal to the AMF.
  • step 1105 the AMF determines the 'data carrier' to switch to the switched-on state, and informs the 'access carrier' that the terminal will be managed by the 'data carrier'.
  • step 1106 the AMF instructs the 'data carrier' to switch to the switched-on state through signaling.
  • the 'data carrier' may respond to the 'access carrier' that it has successfully received the indication.
  • the 'data carrier' switches to the switch on state according to the instruction of the AMF and starts transmitting the reference signal.
  • the reference signal may be SSB or CSI-RS.
  • step 1108 the 'access carrier' instructs the terminal to perform a random access procedure with the 'data carrier'.
  • step 1109 the terminal successfully detects the reference signal transmitted by the 'data carrier'. As a result, the terminal can match time-frequency synchronization with the 'data carrier'.
  • step 1110 the UE starts a random access procedure by transmitting a random access preamble through a 'data carrier'.
  • the initial transmission power and transmission beam direction of the random access preamble may be determined by the terminal according to the reference signal of the 'data carrier' measured in step 1109 above.
  • the 'data carrier' If the 'data carrier' successfully detects the random access preamble transmitted by the terminal in step 1111, the 'data carrier' transmits a random access response signal to the terminal in step 1112.
  • step 1113 the terminal transmits message 3 of the random access procedure to the 'data carrier', and in response to this, the 'data carrier' transmits message 4 to the terminal in step 1114, thereby completing the random access procedure.
  • the terminal may perform one-to-one data communication with the 'data carrier'.
  • the terminal may start again from step 1102 or step 1110. At this time, the 'data carrier' may instruct the terminal from which step to start again or may operate according to the terminal's own judgment.
  • the third embodiment can be modified in various ways.
  • the signal sent from the 'access carrier' to the terminal in step 1108 can be replaced with a response signal to the random access preamble sent from the terminal to the 'access carrier' in step 1102.
  • the random access procedure between the terminal and the 'access carrier' may be completed by transmitting and receiving message 3 and message 4 between the terminal and the 'access carrier'.
  • the fourth embodiment describes a random access procedure of a terminal and a base station in a method different from those of the second and third embodiments. Compared to the second and third embodiments, the fourth embodiment has the following additional features.
  • the fourth embodiment operates in a two-step procedure when the 'data carrier' switches to the switch-on state according to the instruction of the AMF. In the first step, the 'data carrier' switches only the reception function to a switched-on state while maintaining the transmission function in a switched-off state. As a second step, if the 'data carrier' successfully detects the random access preamble from the terminal, the 'data carrier' additionally switches the transmission function to a switched-on state and then starts transmitting the reference signal.
  • FIG. 12 illustrates an example of a random access procedure in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • step 1201 the terminal receives a synchronization signal, PBCH, system information, etc. from the 'access carrier', matches time-frequency synchronization with the 'access carrier', and acquires information necessary for a random access procedure. Also, in step 1201, the terminal acquires control information (hereinafter referred to as 'control information #1') for one or more 'data carriers' connected to the 'access carrier'.
  • the 'control information #1' may be included in a synchronization signal, PBCH, system information, etc. received by the terminal from the 'access carrier' and transmitted.
  • the 'control information #1' may include control information for a reference signal such as SSB or CSI-RS required for the terminal to measure the channel quality state of the corresponding 'data carrier'.
  • the 'control information #1' may include frequency information on the 'data carrier' connected to the 'access carrier'.
  • the terminal starts a random access procedure by transmitting a random access preamble to an 'access carrier' based on the information obtained in step 1201.
  • the initial transmission power and transmission beam direction of the random access preamble may be determined by the UE according to the synchronization signal of the 'access carrier' measured in step 1201. If the terminal does not receive a response to the transmission of the random access preamble from the base station, the terminal may transmit the random access preamble again.
  • the random access preamble transmitted by the UE in step 1202 may explicitly or implicitly include information on the 'data carrier' preferred by the UE. For example, the terminal may select a 'data carrier' having the best channel quality among several 'data carriers' and inform the 'access carrier' of the selected 'data carrier'.
  • step 1203 the 'access carrier' successfully detects the random access preamble transmitted by the terminal. Accordingly, the 'access carrier' also acquires information about the 'data carrier' preferred by the terminal.
  • step 1204 the 'access carrier' transfers information about the terminal's preferred 'data carrier' obtained from the terminal to the AMF.
  • step 1205 the AMF determines the 'data carrier' to switch to the switched-on state, and informs the 'access carrier' that the terminal will be managed by the 'data carrier'.
  • step 1206 the AMF instructs the 'data carrier' to be switched to the switched-on state to switch the receiving function to the switched-on state through signaling.
  • the 'data carrier' may respond to the 'access carrier' that it has successfully received the indication.
  • step 1207 the 'data carrier' switches the receiving function to a switched-on state according to the instruction of the AMF, and attempts to detect the random access preamble of the terminal.
  • step 1208 the 'access carrier' instructs the terminal to perform a random access procedure with the 'data carrier'. At this time, the 'access carrier' may inform the terminal of the initial transmit power and transmit beam direction of the random access preamble.
  • step 1209 the UE starts a random access procedure by transmitting a random access preamble through a 'data carrier'.
  • the 'data carrier' If the 'data carrier' successfully detects the random access preamble transmitted by the UE in step 1210, the 'data carrier' switches on the transmission function and transmits the reference signal in step 1211.
  • the reference signal may be SSB or CSI-RS.
  • the terminal can match the time-frequency synchronization with the 'data carrier' from the reference signal transmitted by the 'data carrier'.
  • step 1212 the 'data carrier' transmits a random access response signal to the terminal.
  • step 1213 the terminal transmits message 3 of the random access procedure to the 'data carrier', and in response to this, the 'data carrier' transmits message 4 to the terminal in step 1214, thereby completing the random access procedure.
  • the terminal may perform one-to-one data communication with the 'data carrier'.
  • Successful detection of the random access preamble of the 'data carrier' in step 1210 is a prerequisite for the 'data carrier' to completely switch to the switched-on state. If the 'data carrier' fails to detect the random access preamble in step 1210, the terminal may start again from step 1202 or step 1209. At this time, the 'data carrier' may instruct the terminal from which step to start again or may operate according to the terminal's own judgment.
  • the fourth embodiment can be modified in various ways.
  • the signal transmitted from the 'access carrier' to the terminal in step 1208 may be replaced with a response signal to the random access preamble sent from the terminal to the 'access carrier' in step 1202.
  • the random access procedure between the terminal and the 'access carrier' may be completed by transmitting and receiving message 3 and message 4 between the terminal and the 'access carrier'.
  • the fifth embodiment describes a specific method of establishing an interconnection relationship between the random access preamble and 'data carrier' described in the previous embodiments.
  • the terminal can inform the base station which 'data carrier' is appropriate to switch to the switched-on state because the channel quality state is excellent with the terminal through random access preamble transmission in the initial access stage.
  • the channel quality state between the terminal and the base station is affected by the distance between the terminal and the base station, whether or not there is an obstacle between the terminal and the base station, and the like. That is, the location information of the terminal in the cell becomes a major factor in determining the channel quality state between the terminal and the 'data carrier'. If a terminal or a base station misjudges a 'data carrier' to be switched on, by switching on an inappropriate 'data carrier', unnecessary energy consumption of the base station may occur and the data rate available to the terminal may be adversely affected.
  • the base station can grasp the location information of the terminal with a certain level of accuracy or higher through a process of measuring the position of the terminal of the base station, measuring and reporting the position of the terminal, for the terminal in the connected state.
  • the fifth embodiment is a random access preamble and a 'data carrier' supporting a terminal in an initial access stage to switch a 'data carrier' to a switched-on state by recognizing its location information and providing related information to a base station. Define the interconnection relationship with
  • FIG. 13 shows an example of an interconnection relationship between a random access preamble and a data carrier.
  • 13 assumes a case in which five 'data carriers' are configured within the coverage of an 'access carrier'. 13 shows a case in which a UE is divided into three regions, namely Region A, Region B, and Region C, according to the location of a UE within the coverage of an 'access carrier'. After determining which region it is located within the coverage of the 'access carrier', the terminal initiates a random access procedure using a random access preamble associated with the corresponding region. The 'access carrier' determines which 'data carrier' to switch on from the random access preamble detected from the terminal.
  • the following ⁇ Equation 2> between the location (region) of the UE's cell, the random access preamble group, and the data carrier is pre-promised between the UE and the BS.
  • the interconnection relationship may be informed by the base station to the terminal through system information or may be defined according to a predetermined rule.
  • the random access preamble group represents a group composed of at least one random access preamble.
  • the UE if the UE is located in region C, the UE initiates a random access procedure using a random access preamble in random access preamble group C. If the 'access carrier' successfully detects the random access preamble transmitted by the terminal, it is determined to switch the 'data carrier' 1350 interconnected with the corresponding area or random access preamble group into a switched-on state.
  • the UE measures the SSB transmitted by the 'access carrier' in order to determine its location. As described above with reference to FIG. 2, when the SSB is received, the terminal can know the SSB index. From the characteristics of the SSB that is beam-sweeped, an approximate relationship between the SSB index and the location of the UE can be mapped. For example, in the case of FIG. 13, SSB#0 and SSB#1 can be mapped to region A, SSB#2 and SSB#3 to region B, and SSB#4 and SSB#5 to region C. Therefore, for example, if the UE has measured that the received signal quality of SSB#4 is the best, the UE can determine that it is located in region C mapped with SSB#4.
  • FIG. 14 shows an example of an interconnection relationship between a random access preamble and a data carrier.
  • the terminal can determine its location by measuring the received signal strength of the SSB received from the 'access carrier'. For example, the relationship between the received signal strength of the SSB and the location of the terminal can be mapped as shown in Equation 3 below.
  • threshold value 1 > threshold value 2 > threshold value 3 the SSB reception signal strength is greater as it is closer to the center of the 'access carrier', and the SSB forward signal strength decreases as it is farther from the center of the 'access carrier' exemplify the case
  • the threshold value 1, threshold value 2, and threshold value 3 may be notified to the base station terminal through system information.
  • the terminal determines that the terminal is located in area B according to ⁇ Equation 3> from the measured SSB received signal strength, the terminal is randomly connected to the area B according to ⁇ Equation 2>.
  • the random access procedure is initiated using the random access preamble of the access preamble group B. If the 'access carrier' successfully detects the random access preamble transmitted by the terminal, it is determined to switch the 'data carrier' (1430 or 1450) interconnected with the corresponding area or random access preamble group into a switched-on state.
  • 15 shows an example of an interconnection relationship between a random access preamble and a data carrier.
  • the 15 shows that five 'data carriers' are configured within the coverage of the 'access carrier', and five areas of Area A, Area B, Area C, Area D, and Area E are located according to the location of the terminal within the coverage of the 'access carrier'. represents the case of division by .
  • the direction from the center of the 'access carrier' to the terminal can be determined in the case of the method of FIG. 13, and between the center of the 'access carrier' and the terminal in the case of the method of FIG. 14
  • the location of the terminal can be determined considering both direction and distance. For example, in the case of FIG.
  • the terminal can specify its location by determining the direction of the 'access carrier' from the center of the cell using the acquired SSB index.
  • the terminal can finally determine region E belonging to the common region of region group #1 and region group #2 as its own location. Thereafter, the terminal initiates a random access procedure by transmitting a random access preamble belonging to a random access preamble group interconnected with region E according to the rule of Equation 2 above.
  • the 'access carrier' successfully detects the random access preamble transmitted by the terminal, it is determined to switch the 'data carrier' 1520 interconnected with the corresponding region or random access preamble group into a switched-on state.
  • the criterion for location measurement of the terminal has been described based on the SSB transmitted by the 'access carrier', but is not necessarily limited thereto.
  • the UE can measure its location by measuring CSI-RS or other reference signals that provide a function similar to the SSB.
  • the terminal may measure its own location by having a separate and independent location measurement function.
  • the fifth embodiment has described a method of providing location information of a terminal to a base station from a random access preamble transmitted by a terminal as shown in Equation 2 above, but is not limited thereto.
  • the terminal may include information related to the location of the terminal or information related to the 'data carrier' preferred by the terminal in message 3 transmitted to the base station during the random access process.
  • the random access preamble and the 'data carrier' are interconnected according to the location of the terminal, but the interconnection relationship can be defined in various ways without being limited thereto.
  • the size of uplink data to be transmitted by the terminal may be limited so that the size of the terminal becomes smaller as the location of the terminal moves away from the center of the cell, and the random access preamble, data size, and interconnection relationship of 'data carrier' may be defined. .
  • the sixth embodiment an example of a terminal procedure and a base station procedure according to a preferred embodiment of the present invention will be described.
  • the terminal procedure and the base station procedure of the sixth embodiment may be performed in combination with at least one of the first to fifth embodiments.
  • FIG. 16 illustrates an example of a terminal procedure in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a terminal procedure applying this when a base station combines and operates an 'access carrier' and a 'data carrier' according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal receives a reference signal from an 'access carrier'.
  • the reference signal includes SSB or CSI-RS. Additionally, the terminal receives system information from the 'access carrier'.
  • the system information may include the interconnection relationship between the random access preamble and the 'data carrier' described above.
  • the terminal transmits a random access preamble to the 'access carrier'.
  • the random access preamble may include information about a 'data carrier' preferred by the terminal.
  • step 1603 the terminal is instructed to perform a random access procedure from the 'access carrier' to the 'data carrier'.
  • step 1604 the terminal receives a reference signal from the 'data carrier'.
  • step 1605 the terminal proceeds to a random access procedure with a 'data carrier'. If the random access procedure is successfully completed, the terminal can perform one-to-one data communication with the 'data carrier' in a later step.
  • steps 1604 and 1605 may be changed and applied.
  • FIG. 17 illustrates an example of an access carrier procedure in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a procedure of an 'access carrier' applying the combined operation of an 'access carrier' and a 'data carrier' according to an embodiment of the present invention.
  • the 'access carrier' transmits a reference signal to the terminal.
  • the 'access carrier' may transmit system information including the interconnection relationship between the aforementioned random access preamble and the 'data carrier' to the terminal.
  • the 'access carrier' successfully detects the random access preamble transmitted by the terminal.
  • the 'access carrier' also obtains information on the 'data carrier' preferred by the terminal from the random access preamble that has been successfully detected, and determines the 'data carrier' to switch to the switched-on state (or wake-up) by referring to this information do.
  • step 1703 the 'access carrier' instructs the 'data carrier' determined in step 1702 to switch to a switch-on state through signaling.
  • step 1704 the 'access carrier' instructs the terminal to perform a random access procedure with the 'data carrier'.
  • step 1703 the 'access carrier' provides information on the 'data carrier' obtained from the terminal to the AMF, and the terminal is retrieved from the AMF. It can be replaced with an operation of being notified that the 'data carrier' will manage it.
  • FIG. 18 illustrates an example of a data carrier procedure in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a procedure of a 'data carrier' applying the 'access carrier' and a 'data carrier' when combined and operated according to an embodiment of the present invention.
  • step 1801 the 'data carrier' is instructed to transition from the 'access carrier' to the switched-on state.
  • step 1802 the 'data carrier' switches to a switched-on state.
  • step 1803 the 'data carrier' transmits a reference signal to the terminal.
  • step 1804 the 'data carrier' performs a random access procedure with the terminal. If the random access procedure is successfully completed, the 'data carrier' and the terminal may perform one-to-one data communication in a later step.
  • step 1801 may be replaced with an operation in which the 'data carrier' is instructed to switch from the AMF to the switched-on state.
  • FIG. 19 illustrates an example of a data carrier procedure in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating another example of a procedure of a 'data carrier' applying the 'access carrier' and a 'data carrier' when combined and operated according to an embodiment of the present invention.
  • step 1901 the 'data carrier' is instructed to switch to the switched-on state from the AMF.
  • step 1902 the 'data carrier' partially switches to a switched-on state. For example, only the reception function of 'data carrier' can be switched into a switched-on state.
  • step 1903 the 'data carrier' successfully detects the random access preamble transmitted by the terminal.
  • step 1904 the 'data carrier' converts both the transmitting function and the receiving function into a switched-on state. Then, the reference signal is transmitted to the terminal.
  • step 1905 the 'data carrier' continues the remaining random access procedure. If the random access procedure is successfully completed, the 'data carrier' and the terminal may perform one-to-one data communication in a later step.
  • FIG. 20 illustrates a terminal transceiver in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a terminal transceiving device in a wireless communication system according to an embodiment of the present disclosure.
  • the illustration and description of devices not directly related to the present disclosure may be omitted.
  • a terminal includes a transmitter 2004 composed of an uplink transmission processing block 2001, a multiplexer 2002, and a transmission RF block 2003, a downlink reception processing block 2005, and a demultiplexer 2006 ), a receiving unit 2008 composed of a receiving RF block 2007 and a control unit 2009.
  • the control unit 2009 controls each component block of the receiver 2008 for receiving a data channel or control channel transmitted by the base station and each component block of the transmitter 2004 for transmitting an uplink signal. can do.
  • the uplink transmission processing block 2001 in the transmitter 2004 of the terminal may generate a signal to be transmitted by performing processes such as channel coding and modulation.
  • the signal generated in the uplink transmission processing block 2001 is multiplexed with other uplink signals by the multiplexer 2002, processed in the transmission RF block 2003, and then transmitted to the base station.
  • the receiver 2008 of the terminal demultiplexes the signals received from the base station and distributes them to each downlink reception processing block.
  • the downlink reception processing block 2005 may obtain control information or data transmitted by the base station by performing processes such as demodulation and channel decoding on the downlink signal of the base station.
  • the terminal receiver 2008 may support the operation of the control unit 2009 by applying the output result of the downlink reception processing block to the control unit 2009.
  • 21 illustrates an example of a configuration of a terminal in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • the terminal of the present disclosure may include a processor 2130, a transceiver 2110, and a memory 2120.
  • the components of the terminal are not limited to the above-described examples.
  • a terminal may include more or fewer components than the aforementioned components.
  • the processor 2130, the transceiver 2110, and the memory 2120 may be implemented as a single chip.
  • the transmission/reception unit 2110 of FIG. 21 may include the transmission unit 2004 and the reception unit 2008 of FIG. 20 .
  • the processor 2130 of FIG. 21 may include the controller 2009 of FIG. 20 .
  • the processor 2130 may control a series of processes in which the terminal may operate according to the above-described embodiment of the present disclosure. For example, according to an embodiment of the present disclosure, components of a terminal may be controlled to select one of an 'access carrier' and a 'data carrier' to perform a transmission/reception method of the terminal.
  • the processor 2130 may be one or plural, and the processor 2130 may perform a transmission/reception operation of a terminal in a wireless communication system to which the above-described operation of the present disclosure is applied by executing a program stored in the memory 2120.
  • the transceiver 2110 may transmit and receive signals to and from the base station.
  • a signal transmitted and received with the base station may include control information and data.
  • the transceiver 2110 may include an RF transmitter for up-converting and amplifying the frequency of a transmitted signal, and an RF receiver for low-noise amplifying and down-converting the frequency of a received signal.
  • this transceiver 2110 is only one embodiment, and components of the transceiver 2110 are not limited to the RF transmitter and the RF receiver.
  • the transceiver 2110 may receive a signal through a wireless channel, output the signal to the processor 2130, and transmit the signal output from the processor 2130 through a wireless channel.
  • the memory 2120 may store programs and data required for operation of the terminal. In addition, the memory 2120 may store control information or data included in signals transmitted and received by the terminal.
  • the memory 2120 may include a storage medium such as a ROM, a RAM, a hard disk, a CD-ROM, and a DVD, or a combination of storage media. In addition, the number of memories 2120 may be plural. According to an embodiment, the memory 2120 may be configured according to whether a target to be communicated with is an 'access carrier' or a 'data carrier' according to the above-described embodiments of the present disclosure. It is possible to store a program for performing transmission/reception operations of
  • FIG. 22 illustrates an example of a configuration of a base station in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • the base station of the present disclosure may include a processor 2230, a transceiver 2210, and a memory 2220.
  • components of the base station are not limited to the above-described examples.
  • a base station may include more or fewer components than the aforementioned components.
  • the processor 2230, the transceiver 2210, and the memory 2220 may be implemented as a single chip.
  • the processor 2230 may control a series of processes so that the base station operates according to the above-described embodiment of the present disclosure. For example, components of a base station may be controlled to perform a method of scheduling a terminal according to whether an 'access carrier' communicates with a terminal or a 'data carrier' communicates with a terminal according to an embodiment of the present disclosure.
  • the processor 2230 may be one or plural, and the processor 2230 executes a program stored in the memory 2220 to determine whether the 'access carrier' of the present disclosure communicates with the terminal or the 'data carrier' communicates with the terminal.
  • a method of scheduling a UE may be performed according to the
  • the transmitting and receiving unit 2210 may transmit and receive signals to and from the terminal.
  • a signal transmitted and received with the terminal may include control information and data.
  • the transceiver 2210 may include an RF transmitter for up-converting and amplifying the frequency of a transmitted signal, and an RF receiver for low-noise amplifying and down-converting the frequency of a received signal.
  • this transceiver 2210 is only an example, and components of the transceiver 2210 are not limited to the RF transmitter and the RF receiver.
  • the transceiver 2210 may receive a signal through a wireless channel, output the signal to the processor 2230, and transmit the signal output from the processor 2230 through the wireless channel.
  • the memory 2220 may store programs and data necessary for the operation of the base station. In addition, the memory 2220 may store control information or data included in signals transmitted and received by the base station.
  • the memory 2220 may include a storage medium such as a ROM, a RAM, a hard disk, a CD-ROM, and a DVD, or a combination of storage media. Also, the number of memories 2220 may be plural.
  • the memory 2220 is a program for performing a method of scheduling a terminal according to whether an 'access carrier' communicates with the terminal or a 'data carrier' communicates with the terminal, which is the above-described embodiments of the present disclosure. can be saved.
  • a first transmission reception point includes at least one transceiver; and a controller coupled to the at least one transceiver, wherein the controller transmits a first signal including information on one or more TRPs operating in a frequency band different from that of the first TRP to a terminal. and receives, from the terminal, a random access preamble including information on at least one TRP preferred by the terminal determined based on the first signal, wherein the first TRP corresponds to the information on the at least one TRP. based on the second TRP, transmits a signal instructing the second TRP to switch to a switch-on state, and transmits a signal instructing the terminal to perform a random access procedure with the second TRP can be configured to transmit.
  • the controller transmits information on at least one TRP preferred by the terminal included in the random access preamble to an access mobility and management function (AMF) node, and the AMF transmits the at least one
  • the AMF access mobility and management function
  • the controller may be further configured to receive, from the AMF, a signal instructing to manage the terminal with the second TRP.
  • At least one TRP preferred by the terminal may be determined based on a location of the terminal or a preset association relationship.
  • the first signal may include at least one of SSB and CSI-RS.
  • the controller may be further configured to receive, from the second TRP, a response signal indicating reception of a signal instructing transition to the switched-on state.
  • a second transmission reception point may include at least one transceiver; and a controller coupled to the at least one transceiver, wherein the controller receives a signal instructing to change a switch state of the second TRP, and based on the received signal, the switch state is switched, and when the switched switch state is a state in which the transmission and reception functions of the second TRP are activated, a first signal is transmitted to the terminal, and from the terminal, based on the first signal, a random It may be configured to receive an access preamble.
  • the signal instructing to switch the switch state may include a signal received from a first transmission reception point (TRP) operating in a frequency band different from that of the second TRP.
  • TRP transmission reception point
  • the signal instructing to switch the state of the switch may include a signal received from an access mobility and management function (AMF) node.
  • AMF access mobility and management function
  • the switched switch state is a state in which only the reception function of the second TRP is activated, and the controller activates the transmission function of the second TRP based on the random access preamble received from the terminal , and may be further configured to transmit the first signal to the terminal.
  • the first signal may include at least one of SSB and CSI-RS.
  • a method performed by a first transmission reception point provides a user equipment with information about one or more TRPs operating in a frequency band different from that of the first TRP. transmitting a first signal containing information; Receiving, from the terminal, a random access preamble including information on at least one TRP preferred by the terminal determined based on the first signal; When the first TRP determines a second TRP based on the information on the at least one TRP, transmitting a signal instructing the second TRP to switch to a switch-on state; and transmitting a signal instructing the terminal to perform a random access procedure with the second TRP.
  • TRP transmission reception point
  • the method may include transmitting information about at least one TRP preferred by the terminal included in the random access preamble to an access mobility and management function (AMF) node; And when the AMF determines the second TRP based on the information on the at least one TRP, receiving a signal from the AMF instructing to manage the terminal with the second TRP. .
  • AMF access mobility and management function
  • At least one TRP preferred by the terminal may be determined based on a location of the terminal or a preset association relationship.
  • the first signal may include at least one of SSB and CSI-RS.
  • the method may further include receiving, from the second TRP, a response signal indicating reception of a signal instructing switching to the switch-on state.
  • constituent elements included in the present disclosure are expressed in singular or plural numbers according to the specific embodiments presented.
  • the singular or plural expressions are selected appropriately for the presented situation for convenience of explanation, and the present disclosure is not limited to singular or plural components, and even components expressed in plural are composed of the singular number or singular. Even the expressed components may be composed of a plurality.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

본 개시는 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 6G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 무선 통신 시스템에 있어서, 제1 TRP(transmission reception point)에 의해 수행되는 방법은, 단말에게, 상기 제1 TRP와 다른 주파수 대역으로 동작하는 하나 이상의 TRP에 대한 정보를 포함하는 제1 신호를 전송하는 단계, 상기 단말로부터, 상기 제1 신호에 기반하여 결정된 상기 단말이 선호하는 적어도 하나의 TRP에 대한 정보를 포함하는 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하는 단계, 상기 제1 TRP가 상기 적어도 하나의 TRP에 대한 정보에 기반하여 제2 TRP를 결정한 경우, 상기 제2 TRP에게, 스위치 온 상태로 전환할 것을 지시하는 신호를 전송하는 단계, 및 상기 단말에게, 상기 제2 TRP와 랜덤 액세스 절차를 수행할 것을 지시하는 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 기지국의 제어를 위한 방법 및 장치
본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 기지국의 제어를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
5G 이동통신 기술은 빠른 전송 속도와 새로운 서비스가 가능하도록 넓은 주파수 대역을 정의하고 있으며, 3.5 기가헤르츠(3.5GHz) 등 6GHz 이하 주파수('Sub 6GHz') 대역은 물론 28GHz와 39GHz 등 밀리미터파(㎜Wave)로 불리는 초고주파 대역('Above 6GHz')에서도 구현이 가능하다. 또한, 5G 통신 이후(Beyond 5G)의 시스템이라 불리어지는 6G 이동통신 기술의 경우, 5G 이동통신 기술 대비 50배 빨라진 전송 속도와 10분의 1로 줄어든 초저(Ultra Low) 지연시간을 달성하기 위해 테라헤르츠(Terahertz) 대역(예를 들어, 95GHz에서 3 테라헤르츠(3THz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다.
5G 이동통신 기술의 초기에는, 초광대역 서비스(enhanced Mobile BroadBand, eMBB), 고신뢰/초저지연 통신(Ultra-Reliable Low-Latency Communications, URLLC), 대규모 기계식 통신(massive Machine-Type Communications, mMTC)에 대한 서비스 지원과 성능 요구사항 만족을 목표로, 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위한 빔포밍(Beamforming) 및 거대 배열 다중 입출력(Massive MIMO), 초고주파수 자원의 효율적 활용을 위한 다양한 뉴머롤로지 지원(복수 개의 서브캐리어 간격 운용 등)와 슬롯 포맷에 대한 동적 운영, 다중 빔 전송 및 광대역을 지원하기 위한 초기 접속 기술, BWP(Band-Width Part)의 정의 및 운영, 대용량 데이터 전송을 위한 LDPC(Low Density Parity Check) 부호와 제어 정보의 신뢰성 높은 전송을 위한 폴라 코드(Polar Code)와 같은 새로운 채널 코딩 방법, L2 선-처리(L2 pre-processing), 특정 서비스에 특화된 전용 네트워크를 제공하는 네트워크 슬라이싱(Network Slicing) 등에 대한 표준화가 진행되었다.
현재, 5G 이동통신 기술이 지원하고자 했던 서비스들을 고려하여 초기의 5G 이동통신 기술 개선(improvement) 및 성능 향상(enhancement)을 위한 논의가 진행 중에 있으며, 차량이 전송하는 자신의 위치 및 상태 정보에 기반하여 자율주행 차량의 주행 판단을 돕고 사용자의 편의를 증대하기 위한 V2X(Vehicle-to-Everything), 비면허 대역에서 각종 규제 상 요구사항들에 부합하는 시스템 동작을 목적으로 하는 NR-U(New Radio Unlicensed), NR 단말 저전력 소모 기술(UE Power Saving), 지상 망과의 통신이 불가능한 지역에서 커버리지 확보를 위한 단말-위성 직접 통신인 비 지상 네트워크(Non-Terrestrial Network, NTN), 위치 측위(Positioning) 등의 기술에 대한 물리계층 표준화가 진행 중이다.
뿐만 아니라, 타 산업과의 연계 및 융합을 통한 새로운 서비스 지원을 위한 지능형 공장(Industrial Internet of Things, IIoT), 무선 백홀 링크와 액세스 링크를 통합 지원하여 네트워크 서비스 지역 확장을 위한 노드를 제공하는 IAB(Integrated Access and Backhaul), 조건부 핸드오버(Conditional Handover) 및 DAPS(Dual Active Protocol Stack) 핸드오버를 포함하는 이동성 향상 기술(Mobility Enhancement), 랜덤액세스 절차를 간소화하는 2 단계 랜덤액세스(2-step RACH for NR) 등의 기술에 대한 무선 인터페이스 아키텍쳐/프로토콜 분야의 표준화 역시 진행 중에 있으며, 네트워크 기능 가상화(Network Functions Virtualization, NFV) 및 소프트웨어 정의 네트워킹(Software-Defined Networking, SDN) 기술의 접목을 위한 5G 베이스라인 아키텍쳐(예를 들어, Service based Architecture, Service based Interface), 단말의 위치에 기반하여 서비스를 제공받는 모바일 엣지 컴퓨팅(Mobile Edge Computing, MEC) 등에 대한 시스템 아키텍쳐/서비스 분야의 표준화도 진행 중이다.
이와 같은 5G 이동통신 시스템이 상용화되면, 폭발적인 증가 추세에 있는 커넥티드 기기들이 통신 네트워크에 연결될 것이며, 이에 따라 5G 이동통신 시스템의 기능 및 성능 강화와 커넥티드 기기들의 통합 운용이 필요할 것으로 예상된다. 이를 위해, 증강현실(Augmented Reality, AR), 가상현실(Virtual Reality, VR), 혼합 현실(Mixed Reality, MR) 등을 효율적으로 지원하기 위한 확장 현실(eXtended Reality, XR), 인공지능(Artificial Intelligence, AI) 및 머신러닝(Machine Learning, ML)을 활용한 5G 성능 개선 및 복잡도 감소, AI 서비스 지원, 메타버스 서비스 지원, 드론 통신 등에 대한 새로운 연구가 진행될 예정이다.
또한, 이러한 5G 이동통신 시스템의 발전은 6G 이동통신 기술의 테라헤르츠 대역에서의 커버리지 보장을 위한 신규 파형(Waveform), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(Array Antenna), 대규모 안테나(Large Scale Antenna)와 같은 다중 안테나 전송 기술, 테라헤르츠 대역 신호의 커버리지를 개선하기 위해 메타물질(Metamaterial) 기반 렌즈 및 안테나, OAM(Orbital Angular Momentum)을 이용한 고차원 공간 다중화 기술, RIS(Reconfigurable Intelligent Surface) 기술 뿐만 아니라, 6G 이동통신 기술의 주파수 효율 향상 및 시스템 네트워크 개선을 위한 전이중화(Full Duplex) 기술, 위성(Satellite), AI(Artificial Intelligence)를 설계 단계에서부터 활용하고 종단간(End-to-End) AI 지원 기능을 내재화하여 시스템 최적화를 실현하는 AI 기반 통신 기술, 단말 연산 능력의 한계를 넘어서는 복잡도의 서비스를 초고성능 통신과 컴퓨팅 자원을 활용하여 실현하는 차세대 분산 컴퓨팅 기술 등의 개발에 기반이 될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 기지국의 제어를 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따라, 무선 통신 시스템에 있어서, 제1 TRP(transmission reception point)는, 적어도 하나의 송수신부(transceiver); 및 상기 적어도 하나의 송수신부와 결합된 컨트롤러(controller)를 포함할 수 있고, 상기 컨트롤러는, 단말에게, 상기 제1 TRP와 다른 주파수 대역으로 동작하는 하나 이상의 TRP에 대한 정보를 포함하는 제1 신호를 전송하고, 상기 단말로부터, 상기 제1 신호에 기반하여 결정된 상기 단말이 선호하는 적어도 하나의 TRP에 대한 정보를 포함하는 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하고, 상기 제1 TRP가 상기 적어도 하나의 TRP에 대한 정보에 기반하여 제2 TRP를 결정한 경우, 상기 제2 TRP에게, 스위치 온 상태로 전환할 것을 지시하는 신호를 전송하고, 및 상기 단말에게, 상기 제2 TRP와 랜덤 액세스 절차를 수행할 것을 지시하는 신호를 전송하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따라, 무선 통신 시스템에 있어서, 제2 TRP(transmission reception point)는, 적어도 하나의 송수신부(transceiver); 및 상기 적어도 하나의 송수신부와 결합된 컨트롤러(controller)를 포함할 수 있고, 상기 컨트롤러는, 상기 제2 TRP의 스위치 상태를 전환할 것을 지시하는 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호에 기반하여, 스위치 상태의 전환을 수행하고, 상기 전환된 스위치 상태가 상기 제2 TRP의 송신 및 수신 기능이 활성화된 상태인 경우, 단말에게 제1 신호를 전송하고, 및 상기 단말로부터, 상기 제1 신호에 기반하여 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 장치 및 방법은, 무선 통신 시스템에서 기지국의 제어를 위한 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 5G 시스템의 시간-주파수 자원 영역의 기본 구조의 일례를 도시한다.
도 2는 동기 신호의 시간 영역 매핑 구조 및 빔 스위핑 동작의 일례를 도시한다.
도 3은 랜덤 액세스 절차의 일례를 도시한다.
도 4는 단말이 기지국에게 단말 능력(UE capability) 정보를 보고하는 절차의 일례를 도시한다.
도 5는 주파수 대역, 커버리지, 대역폭의 상호 연관 관계를 도시한다.
도 6은 액세스 캐리어와 데이터 캐리어로 구성되는 통신 시스템의 일례를 도시한다.
도 7은 액세스 캐리어와 데이터 캐리어로 구성되는 통신 시스템의 동작 시나리오의 일례를 도시한다.
도 8은 액세스 캐리어와 데이터 캐리어로 구성되는 통신 시스템의 동작 시나리오의 일례를 도시한다.
도 9는 액세스 캐리어와 데이터 캐리어로 구성되는 통신 시스템의 동작 시나리오의 일례를 도시한다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스 절차의 일례를 도시한다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스 절차의 일례를 도시한다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스 절차의 일례를 도시한다.
도 13은 랜덤 액세스 프리앰블과 데이터 캐리어와의 상호연결 관계의 일례를 도시한다.
도 14는 랜덤 액세스 프리앰블과 데이터 캐리어와의 상호연결 관계의 일례를 도시한다.
도 15는 랜덤 액세스 프리앰블과 데이터 캐리어와의 상호연결 관계의 일례를 도시한다.
도 16은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말 절차의 일례를 도시한다.
도 17은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 액세스 캐리어 절차의 일례를 도시한다.
도 18은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 캐리어 절차의 일례를 도시한다.
도 19는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 캐리어 절차의 일례를 도시한다.
도 20은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말 송수신 장치를 도시한다.
도 21은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성의 일례를 도시한다.
도 22는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성의 일례를 도시한다.
이하, 본 개시의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한 본 개시를 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시의 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예를 들면, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이때, 본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
하기에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시예를 설명하기로 한다.
이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity, 네트워크 엔티티)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.
이하 설명에서, 물리 채널(physical channel)과 신호(signal)는 데이터 또는 제어 신호와 혼용하여 사용될 수 있다. 예를 들어, PDSCH(physical downlink shared channel)는 데이터가 전송되는 물리 채널을 지칭하는 용어이지만, PDSCH는 데이터를 지칭하기 위해서도 사용될 수 있다. 즉, 본 개시에서, '물리 채널을 송신한다'는 표현은 '물리 채널을 통해 데이터 또는 신호를 송신한다'는 표현과 동등하게 해석될 수 있다.
이하 본 개시에서, 상위 시그널링은 기지국에서 물리 계층의 하향링크 데이터 채널을 이용하여 단말로, 또는 단말에서 물리 계층의 상향링크 데이터 채널을 이용하여 기지국으로 전달되는 신호 전달 방법을 뜻한다. 상위 시그널링은 RRC(radio resource control) 시그널링 또는 MAC(media access control) 제어 요소(control element, CE)로 이해될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 본 개시는 3GPP NR(New Radio: 5세대 이동통신 표준) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 개시가 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 또한 단말이라는 용어는 핸드폰, 스마트폰, IoT 기기들, 센서들뿐만 아니라 또 다른 무선 통신 기기들을 나타낼 수 있다.
이하, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, gNode B, gNB, eNode B, eNB, Node B, BS(Base Station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템을 포함할 수 있다. 물론 상기 예시에 제한되는 것은 아니다.
최근 폭발적으로 증가하는 모바일 데이터 트래픽을 처리하기 위해 LTE(Long Term Evolution 또는 E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)) 및 LTE-A(LTE-Advanced 또는 E-UTRA Evolution) 이후의 차세대 통신 시스템인 5G(5th Generation) 시스템 또는 New Radio access technology(NR)의 초기 표준이 완료되었다. 기존의 이동 통신 시스템이 통상적인 음성/데이터 통신에 중점을 두었던데 비해, 5G 시스템은 기존 음성/데이터 통신의 향상을 위한 eMBB(enhanced Mobile BroadBand) 서비스, 고신뢰도/초저지연(Ultra-Reliable and Low Latency Communication; URLLC) 서비스, 대량의 사물 통신을 지원하는 massive MTC(Machine Type Communication) 서비스 등, 다양한 서비스와 요구사항을 만족시키는 것을 목표로 하고 있다.
기존 LTE 및 LTE-A의 단일 케리어당 시스템 전송 대역폭은(Transmission bandwidth) 최대 20MHz 로 제한되는데 반해, 5G 시스템은 이보다 월등히 넓은 초광대역폭을 활용해서 수 Gbps에 이르는 초고속 데이터 서비스를 주요 목표로 한다. 이에 따라 5G 시스템은 초광대역폭 주파수 확보가 상대적으로 용이한 수 GHz 부터 최대 100 GHz의 초고주파 대역을 후보 주파수로 고려하고 있다. 추가적으로 기존 이동 통신 시스템에서 사용하는 수백 MHz에서 수 GHz에 포함되는 주파수 대역 중에서 주파수 재배치 또는 할당을 통해 5G 시스템을 위한 광대역폭 주파수 확보가 가능하다.
상기 초고주파 대역의 전파는 파장이 수 mm 수준으로 밀리미터웨이브(mmWave) 라고 부르기도 한다. 그러나 초고주파 대역에서는 주파수 대역에 비례해서 전파의 경로 손실(pathloss)이 증가하여, 이동 통신 시스템의 커버리지는 작아지게 된다.
상기 초고주파 대역에서 커버리지 감소의 단점을 극복하기 위해, 다수의 안테나를 사용해서 전파의 방사 에너지를 소정의 목적 지점으로 집중시켜 전파의 도달 거리를 증가시키는 빔포밍(beamforming) 기술을 적용한다. 즉, 상기 빔포밍 기술을 적용한 신호는 신호의 빔폭(beam width)이 상대적으로 좁아지고, 상기 좁아진 빔폭 내에 방사 에너지가 집중되어 전파 도달 거리가 증가한다. 상기 빔포밍 기술은 송신단 및 수신단에 각각 적용할 수 있다. 빔포밍 기술은 커버리지 증가 효과 이외에도, 빔포밍 방향 이외 영역에서 간섭을 감소시키는 효과가 있다. 상기 빔포밍 기술이 적절히 동작하기 위해서는 송/수신 빔의 정확한 측정 및 피드백 방법이 필요하다. 상기 빔포밍 기술은 소정의 단말과 기지국 사이에 일대일로 대응되는 제어 채널 또는 데이터 채널에 적용할 수 있다. 또한 기지국이 시스템 내의 다수의 단말에게 전송하는 공통신호, 예를 들어 동기 신호(synchronization signal), 방송채널(physical broadcast channel, PBCH), 시스템 정보(system information)를 전송하기 위한 제어 채널 및 데이터 채널에 대해서도 커버리지 증가를 위해 빔포밍 기술을 적용할 수 있다. 공통신호에 빔포밍 기술을 적용할 경우에는, 빔 방향을 변경해서 신호를 전송하는 빔 스위핑(beam sweeping) 기술을 추가적으로 적용해서 셀내의 임의의 위치에 존재하는 단말에 대해서 공통신호가 도달할 수 있도록 한다.
5G 시스템의 또 다른 요구사항으로, 송수신단 사이 전송지연이 약 1ms 내외인 초저지연(ultra-low latency) 서비스가 요구되고 있다. 전송지연을 줄이기 위한 한가지 방안으로 LTE 및 LTE-A 대비 짧은 TTI(short TTI; Transmission Time Interval) 기반의 프레임 구조 설계가 필요하다. TTI는 스케줄링을 수행하는 기본 시간 단위로, 기존 LTE 및 LTE-A 시스템의 TTI는 한 서브프레임의 길이에 해당하는 1ms이다. 예를 들어, 상기 5G 시스템의 초저지연 서비스에 대한 요구사항을 만족시키기 위한 짧은 TTI 로, 기존 LTE 및 LTE-A 시스템보다 짧은 0.5ms, 0.25ms, 0.125ms 등이 가능하다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 효율적인 주파수 사용과 기지국 에너지 소모를 감소시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 개시는, 이동 통신 시스템에서 기지국의 에너지 소모를 감소시키고 효율적으로 주파수를 사용하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동 통신 시스템에서 기지국과 단말의 신호 전송 방법을 정의함으로써, 기지국의 과도한 에너지 소모 문제를 해소하고 높은 에너지 효율을 달성할 수 있다. 또한, 이동 통신 시스템의 주파수 효율을 높이는 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 5G 시스템의 시간-주파수 자원 영역의 기본 구조의 일례를 도시한다.
즉, 도 1은 5G 시스템의 데이터 또는 제어 채널이 전송되는 무선 자원 영역인 시간-주파수 자원 영역의 기본 구조를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 도 1에서 가로축은 시간 영역을, 세로축은 주파수 영역을 나타낸다. 5G 시스템의 시간 영역에서의 최소 전송단위는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼로서,
Figure PCTKR2023001920-appb-img-000001
(102)개의 심볼이 모여 하나의 슬롯(106)을 구성하고,
Figure PCTKR2023001920-appb-img-000002
개의 슬롯이 모여 하나의 서브프레임(105)을 구성할 수 있다. 상기 서브프레임의 길이는 1.0ms이고, 10개의 서브프레임이 모여 10ms 프레임(114)을 구성할 수 있다. 주파수 영역에서의 최소 전송단위는 서브캐리어(subcarrier)로서, 전체 시스템 전송 대역(transmission bandwidth)의 대역폭은 총 NBW(104)개의 서브캐리어로 구성될 수 있다.
시간-주파수 영역에서 자원의 기본 단위는 리소스 엘리먼트(Resource Element, RE)(112)로서 OFDM 심볼 인덱스 및 서브캐리어 인덱스로 나타내어질 수 있다. 리소스 블록(resource block, RB 또는 physical resource block, PRB)은 주파수 영역에서
Figure PCTKR2023001920-appb-img-000003
(110)개의 연속된 서브캐리어로 정의될 수 있다. 5G 시스템에서
Figure PCTKR2023001920-appb-img-000004
= 12이고, 단말에게 스케줄링되는 RB 개수에 비례하여 데이터 레이트(data rate)가 증가할 수 있다.
5G 시스템에서 기지국은 RB 단위로 데이터를 매핑하고, 일반적으로 소정의 단말에 대해 한 슬롯을 구성하는 RB에 대해 스케줄링을 수행할 수 있다. 즉, 5G 시스템에서 스케줄링이 수행되는 기본 시간 단위는 슬롯이고, 스케줄링이 수행되는 기본 주파수 단위는 RB일 수 있다.
OFDM 심볼개수
Figure PCTKR2023001920-appb-img-000005
은 심볼간 간섭 방지를 위해 심볼마다 추가되는 순환 프리픽스(Cyclic Prefix, CP)의 길이에 따라 정해지는데, 예를 들어 일반형 CP(Normal CP)가 적용되면
Figure PCTKR2023001920-appb-img-000006
= 14, 확장형 CP(Extended CP)가 적용되면
Figure PCTKR2023001920-appb-img-000007
= 12 일 수 있다. 확장형 CP는 일반형 CP 보다 전파 전송 거리가 상대적으로 긴 시스템에 적용되어 심볼 간 직교성을 유지할 수 있게 한다. 일반형 CP의 경우, CP 길이와 심볼 길이의 비율이 일정한 값으로 유지됨으로써, CP 로 인한 오버헤드가 서브캐리어(subcarrier) 간격에 관계없이 일정하게 유지될 수 있다. 즉, 서브캐리어 간격이 작으면 심볼 길이는 길어지고, 이에 따라 CP 길이도 길어질 수 있다. 반대로, 서브캐리어 간격이 크면 심볼 길이는 짧아지고, 이에 따라 CP 길이는 줄어들 수 있다. 심볼 길이와 CP 길이는 서브캐리어 간격에 반비례할 수 있다.
5G 시스템에서는 다양한 서비스와 요구사항을 만족시키기 위해, 서브캐리어 간격을 조절함으로써 다양한 프레임구조가 지원될 수 있다. 예를 들어,
- 동작 주파수 대역 관점에서는, 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)이 클수록 고주파 대역의 phase noise 복구에 유리한 특징이 있다.
- 전송시간 관점에서는, 서브캐리어 간격이 크면 시간 영역의 심볼 길이가 짧아지고, 결과적으로 슬롯 길이가 짧아져서 URLLC 와 같이 초저지연 서비스를 지원하기에 유리하다.
- 셀 크기 관점에서는, CP 길이가 길수록 큰 셀을 지원 가능하므로 서브캐리어 간격이 작을 수록 상대적으로 큰 셀을 지원할 수 있다. 셀(cell)은 이동통신에서 하나의 기지국이 포괄하는 지역을 가리키는 개념이다.
서브캐리어 간격(subcarrier spacing), CP 길이 등은 OFDM 송수신에 필수적인 정보로서 기지국과 단말이 서브캐리어 간격, CP 길이 등을 서로 공통의 값으로 인지해야 원활한 송수신이 가능하다. [표 1] 은 5G 시스템에서 지원하는 서브캐리어 간격 설정(subcarrier spacing configuration, μ), 서브캐리어 간격
Figure PCTKR2023001920-appb-img-000008
, CP 길이의 관계를 나타낸다.
Figure PCTKR2023001920-appb-img-000009
[표 2]는 일반형 CP의 경우 서브캐리어 간격 설정(μ) 별로, 각각 한 슬롯당 심볼 개수(
Figure PCTKR2023001920-appb-img-000010
), 한 프레임당 슬롯 개수(
Figure PCTKR2023001920-appb-img-000011
), 한 서브프레임 당 슬롯 개수(
Figure PCTKR2023001920-appb-img-000012
)를 나태난다.
Figure PCTKR2023001920-appb-img-000013
[표 3] 은 확장형 CP의 경우 서브캐리어 간격 설정(μ) 별로, 각각 한 슬롯당 심볼 개수(
Figure PCTKR2023001920-appb-img-000014
), 한 프레임당 슬롯 개수(
Figure PCTKR2023001920-appb-img-000015
), 한 서브프레임 당 슬롯 개수(
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)를 나타낸다.
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5G 시스템이 도입되는 초기에는, 적어도 기존 LTE 또는/및 LTE-A(이하 LTE/LTE-A) 시스템과의 공존 또는 듀얼 모드 운영이 예상된다. 이로써 기존 LTE/LTE-A는 단말에게 안정적인 시스템 동작을 제공하고, 5G 시스템은 상기 단말에게 향상된 서비스를 제공하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서 5G 시스템의 프레임 구조는 적어도 LTE/LTE-A의 프레임 구조 또는 필수 파라미터 세트를(서브캐리어 간격(subcarrier spacing, SCS) = 15kHz) 포함할 필요가 있다.
예를 들어, 서브캐리어 간격 설정 μ=0 인 프레임 구조(이하 프레임 구조 A)와 서브캐리어 간격 설정 μ=1 인 프레임 구조(이하 프레임 구조 B)를 비교하면, 프레임 구조 A 대비 프레임 구조 B는 서브캐리어 간격과 RB 크기는 2배 커지고, 슬롯 길이와 심볼 길이는 2배 작아진 것을 나타낸다. 프레임 구조 B의 경우, 2 개의 슬롯이 1 개의 서브프레임을 구성하고, 20 개의 서브프레임이 1 개의 프레임을 구성할 수 있다.
상기 5G 시스템의 프레임 구조를 일반화하면, 필수 파라미터 세트인 서브캐리어 간격, CP 길이, 슬롯 길이 등이 프레임 구조별로 서로 정수배의 관계를 갖도록 함으로서, 높은 확장성을 제공한다. 그리고 프레임 구조와 무관한 기준 시간 단위를 나타내기 위해 1ms의 고정된 길이의 서브프레임이 정의될 수 있다.
상기 프레임 구조는 다양한 시나리오에 대응시켜 적용할 수 있다. 셀 크기 관점에서는, CP 길이가 길수록 큰 셀을 지원 가능하므로, 상기 프레임 구조 A가 상기 프레임 구조 B 대비 상대적으로 큰 셀을 지원할 수 있다. 동작 주파수 대역 관점에서는, 서브캐리어 간격이 클수록 고주파 대역의 위상 잡음(phase noise) 복구에 유리하므로, 상기 프레임 구조 B가 상기 프레임 구조 A 대비 상대적으로 높은 동작 주파수를 지원할 수 있다. 서비스 관점에서는, URLLC 와 같이 초저지연 서비스를 지원하기에는 스케줄링의 기본 시간 단위인 슬롯 길이가 짧을수록 유리하므로, 상기 프레임 구조 B가 상기 프레임 구조 A 대비 상대적으로 URLLC 서비스에 적합할 수 있다.
이하, 본 개시의 다양한 실시예들에서 상향링크(uplink, UL)는 단말이 기지국으로 데이터 또는 제어 신호를 전송하는 무선링크를 의미하고, 하향링크(downlink, DL)는 기지국이 단말로 데이터 또는 제어 신호를 전송하는 무선링크를 의미할 수 있다.
단말이 최초로 시스템에 접속하는 초기 접속(initial access) 단계에서, 단말은 셀 탐색(cell search)을 통해 기지국이 전송한 동기신호(synchronization signal)로부터 하향링크 시간 및 주파수 동기를 맞추고, 셀 식별자(cell identifier(ID))를 획득할 수 있다. 그리고 단말은 획득한 셀 ID를 사용하여 PBCH(Physical Broadcast Channel)를 수신하고, PBCH로부터 필수 시스템 정보인 MIB(Master Information Block)를 획득할 수 있다. 추가적으로 단말은 기지국이 전송하는 시스템 정보(System Information Block, SIB)를 수신하여 셀 공통의 송수신 관련 제어 정보를 획득할 수 있다. 상기 셀 공통의 송수신 관련 제어 정보는 랜덤 액세스 관련 제어 정보, 페이징(paging) 관련 제어 정보, 각종 물리 채널에 대한 공통 제어 정보 등을 포함할 수 있다.
동기 신호(synchronization signal)는 셀 탐색의 기준이 되는 신호로서, 주파수 밴드 별로, phase noise 등과 같은 채널 환경에 적합하도록 서브캐리어 간격이 적용될 수 있다. 데이터 채널 또는 제어 채널의 경우, 상술된 바와 같이 다양한 서비스를 지원하기 위해서, 서비스 타입에 따라 서브캐리어 간격이 다르게 적용될 수 있다.
도 2는 동기 신호의 시간 영역 매핑 구조 및 빔 스위핑 동작의 일례를 도시한다.
설명을 위해 다음의 구성요소들이 정의될 수 있다
- PSS(Primary Synchronization Signal): DL 시간/주파수 동기의 기준이 되는 신호로 셀 ID 일부 정보를 제공한다.
- SSS(Secondary Synchronization Signal): DL 시간/주파수 동기의 기준이 되고 셀 ID 나머지 일부 정보를 제공한다. 추가적으로 PBCH의 복조를 위한 기준 신호(Reference Signal) 역할을 할 수 있다.
- PBCH(Physical Broadcast Channel): 단말의 데이터 채널 및 제어 채널 송수신에 필요한 필수 시스템 정보인 MIB(Master Information Block)를 제공한다. 상기 필수 시스템 정보는 제어 채널의 무선 자원 매핑 정보를 나타내는 탐색공간(search space) 관련 제어 정보, 시스템 정보를 전송하는 별도의 데이터 채널에 대한 스케줄링 제어 정보, 타이밍 기준이 되는 프레임 단위 인덱스인 SFN(System Frame Number) 등의 정보 등을 포함할 수 있다.
- SS/PBCH 블록(Synchronization Signal/PBCH Block or SSB): SS/PBCH 블록은 N 개의 OFDM 심볼로 구성되며 PSS, SSS, PBCH 등의 조합으로 이뤄진다. 빔 스위핑 기술이 적용되는 시스템의 경우, SS/PBCH 블록은 빔 스위핑이 적용되는 최소 단위이다. 5G 시스템에서 N = 4 일 수 있다. 기지국은 최대 L 개의 SS/PBCH 블록을 전송할 수 있고, 상기 L 개의 SS/PBCH 블록은 하프 프레임(0.5ms) 내에 매핑된다. 그리고 상기 L 개의 SS/PBCH 블록은 소정의 주기 P 단위로 주기적으로 반복된다. 상기 주기 P는 기지국이 시그널링을 통해 단말에게 알려줄 수 있다. 만약 상기 주기 P에 대한 별도 시그널링이 없을 경우, 단말은 미리 약속된 디폴트 값을 적용한다. 각각의 SS/PBCH 블록은 0 부터 최대 L-1 까지의 SS/PBCH 블록 인덱스를 갖게 되고, SS/PBCH 검출을 통해 단말이 SS/PBCH 블록 인덱스를 알 수 있다.
도 2를 참조하면, 도 2는 시간의 흐름에 따라 SS/PBCH 블록 단위로 빔 스위핑이 적용되는 일례를 나타낸다. 도 2의 예에서, 단말1(205)의 경우 t1 시점(201)에 SS/PBCH 블록#0에 적용된 빔포밍 의해 #d0(203) 방향으로 방사된 빔을 이용해 SS/PBCH 블록을 수신한다. 그리고 단말2(206)는 t2 시점(202)에 SS/PBCH 블록#4 에 적용된 빔포밍에 의해 #d4(204) 방향으로 방사된 빔을 이용해 SS/PBCH 블록을 수신한다. 단말은 기지국으로부터 단말이 위치한 방향으로 방사되는 빔을 통해 최적의 동기신호를 획득할 수 있다. 예컨데, 단말1(205)은 단말1의 위치와 동떨어진 #d4 방향으로 방사되는 빔을 통한 SS/PBCH 블록으로부터는 시간/주파수 동기화 및 필수 시스템 정보를 획득하는 것이 어려울 수 있다.
상기 초기 접속 절차 이외에도, 단말은 현재 셀의 라디오 링크 품질(radio link quality)이 일정 수준 이상 유지되는지 판단하기 위해서도 SS/PBCH 블록을 수신할 수 있다. 또한 단말이 현재 셀에서 인접 셀로 접속을 이동하는 핸드오버(handover) 절차에서 단말은 인접 셀의 라디오 링크 품질을 판단하고 인접 셀의 시간/주파수 동기를 획득하기 위해 인접 셀의 SS/PBCH 블록을 수신할 수 있다.
초기 접속(initial access) 절차를 통해 단말이 기지국으로부터 MIB 및 시스템 정보를 획득한 후, 단말은 기지국과의 링크를 접속상태(connected state 또는 RRC_CONNECTED state)로 전환하기 위해 랜덤 액세스(random access) 절차를 수행할 수 있다. 랜덤 액세스 절차를 완료하면 단말은 연결(connected) 상태로 전환되고, 기지국과 단말 사이에 일대일 통신이 가능하게 된다. 이하 도 3을 참조하여 랜덤 액세스 절차를 상세히 설명한다.
도 3은 랜덤 액세스 절차의 일례를 도시한다.
도 3을 참조하면, 랜덤 액세스 절차의 제1 단계(310)로서 단말은 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 기지국으로 전송한다. 랜덤 액세스 절차상 단말의 최초 전송 메시지인 랜덤 액세스 프리앰블은 message 1 이라고 지칭될 수 있다. 기지국은 랜덤 액세스 프리앰블로부터 단말과 기지국 사이의 전송 지연 값을 측정하고, 상향링크 동기를 맞출 수 있다. 이때 단말은 사전에 시스템 정보에 의해 주어진 랜덤 액세스 프리앰블 세트 내에서 어떤 랜덤 액세스 프리앰블을 사용할지 임의로 선택할 수 있다. 그리고 랜덤 액세스 프리앰블의 초기 전송 전력은 단말이 측정한 기지국과 단말 사이의 경로손실(pathloss)에 따라 결정될 수 있다. 또한 단말은 기지국으로부터 수신한 동기신호로부터 랜덤 액세스 프리앰블의 송신 빔 방향을 결정해서 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수 있다.
제2 단계(320)에서 기지국은 제1 단계(310)에서 수신한 랜덤 액세스 프리앰블로부터 측정한 전송 지연 값을 기반으로 단말에게 상향링크 전송 타이밍 조절 명령을 전송한다. 또한 기지국은 스케줄링 정보로서 단말이 사용할 상향링크 자원 및 전력제어 명령을 전송할 수 있다. 상기 스케줄링 정보에 단말의 상향링크 송신 빔에 대한 제어 정보가 포함될 수 있다.
만약 단말이 제2 단계(320)에서 message 3에 대한 스케줄링 정보인 랜덤 액세스 응답(Random Access Response, RAR)(또는, message 2)을 기지국으로부터 소정의 시간 이내에 수신하지 못하면, 제1 단계(310)를 다시 진행할 수 있다. 만약 상기 제1 단계(310)를 다시 진행하는 경우, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 전력을 소정의 스텝만큼 증가시켜서 전송함으로써(power ramping), 기지국의 랜덤 액세스 프리앰블 수신확률을 높일 수 있다.
제3 단계(330)에서 단말은 기지국에게 자신의 단말 아이디를 포함한 상향링크 데이터(message 3)를 제2 단계(320)에서 할당 받은 상향링크 자원을 사용해 상향링크 데이터 채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)을 통해 전송한다. Message 3를 전송하기 위한 상향링크 데이터 채널의 전송 타이밍은 제2 단계(320)에서 기지국으로부터 수신한 타이밍 제어 명령을 따를 수 있다. 그리고 Message 3를 전송하기 위한 상향링크 데이터 채널의 전송 전력은 제2 단계(320)에서 기지국으로부터 수신한 전력 제어 명령과 랜덤 액세스 프리앰블의 파워 램핑(power ramping) 값을 고려해서 결정될 수 있다. Message 3를 전송하기 위한 상향링크 데이터 채널은 단말이 랜덤 액세스 프리앰블 전송 이후, 단말이 기지국으로 전송하는 최초의 상향링크 데이터 신호를 의미할 수 있다.
제4 단계(340)에서 기지국은 단말이 다른 단말과 충돌 없이 랜덤 액세스를 수행한 것으로 판단되면, 제3 단계(330)에서 상향링크 데이터를 전송한 단말의 아이디를 포함하는 데이터(message 4)를 해당 단말에게 전송한다. 단말은 기지국으로부터 제4 단계(340)에서 기지국이 전송한 신호가 수신되면, 랜덤 액세스가 성공한 것으로 판단할 수 있다. 그리고 단말은 상기 message 4에 대한 성공적인 수신 여부를 나타내는 HARQ-ACK 정보를 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH)을 통해서 기지국으로 전송할 수 있다.
만일 단말이 제3 단계(330)에서 전송한 데이터와 다른 단말의 데이터가 서로 충돌하여 기지국이 단말로부터의 데이터 신호 수신에 실패하면, 기지국은 단말에게 더 이상의 데이터 전송을 하지 않을 수 있다. 이에 단말은 일정 시간 이내에 기지국으로부터 제4 단계(340)에서 전송되는 데이터 수신을 하지 못하면, 랜덤 액세스 절차 실패로 판단하고, 제1 단계(310)부터 다시 시작할 수 있다.
랜덤 액세스 절차를 성공적으로 완료하면 단말은 연결(connected) 상태로 전환되고, 기지국과 단말 사이에 일대일 통신이 가능하게 된다. 기지국은 연결 (connected) 상태의 단말에게 UE capability 정보를 보고받아, 해당 단말의 UE 능력(capability) 정보를 참조하여 스케줄링을 조절할 수 있다. 단말은 상기 UE capability 정보를 통해, 단말 자신이 소정의 기능을 지원하는지 여부, 단말이 지원하는 기능의 최대 허용 값 등을 기지국에게 알려줄 수 있다. 따라서, 각각의 단말이 기지국으로 보고하는 상기 UE capability 정보는 단말 별로 서로 다른 값이 될 수 있다.
일례로, 단말은 상기 UE capability 정보로서 다음 제어 정보의 적어도 일부를 포함하는 UE capability 정보를 기지국으로 보고할 수 있다.
- 단말이 지원하는 주파수 밴드 관련 제어 정보
- 단말이 지원하는 채널 대역폭 관련 제어 정보
- 단말이 지원하는 최대 변조 방식 관련 제어 정보
- 단말이 지원하는 최대 빔 개수 관련 제어 정보
- 단말이 지원하는 최대 레이어 개수 관련 제어 정보
- 단말이 지원하는 CSI 리포팅 관련 제어 정보
- 단말이 주파수 호핑을 지원하는지에 대한 제어 정보
- 반송파 묶음(Carrier aggregation, CA) 지원 시, 대역폭관련 제어 정보
- 반송파 묶음 지원 시, cross carrier scheduling을 지원하는지에 대한 제어 정보
도 4는 단말이 기지국에게 단말 능력(UE capability) 정보를 보고하는 절차의 일례를 도시한다.
도 4를 참고하면, 410 단계에서 기지국(402)은 단말(401)에게 UE capability 정보 요청 메시지를 전송할 수 있다. 기지국의 UE capability 정보 요청에 따라 단말은, 420 단계에서 기지국에게 UE capability 정보를 전송한다.
이하 기지국이 단말에게 하향링크 데이터를 전송하거나, 단말의 상향링크 데이터 전송을 지시하는 스케줄링 방법을 설명한다.
하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)는 기지국이 하향링크를 통해 단말에게 전송하는 제어 정보로서, 소정의 단말에 대한 하향링크 데이터 스케줄링 정보 또는 상향링크 데이터 스케줄링 정보를 포함할 수 있다. 일반적으로 기지국은 DCI를 단말별로 독립적으로 채널코딩 한 후, 하향링크 물리제어 채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 통해 각각의 단말에게 전송할 수 있다.
기지국은 스케줄링하고자 하는 단말에 대해, 하향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보(Downlink assignment) 인지, 상향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보(Uplink grant) 인지 여부, 전력제어 용 DCI 인지 여부 등의 목적에 따라 소정의 정해진 DCI 포맷을 적용하여 운용할 수 있다.
기지국은 하향링크 데이터를 하향링크 데이터 전송용 물리채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)를 통해 단말에게 전송할 수 있다. PDSCH의 시간 및 주파수 영역에서의 구체적인 매핑 위치, 변조 방식, HARQ 관련 제어 정보, 전력제어 정보 등의 스케줄링 정보는, PDCCH를 통해 전송되는 DCI 중 하향링크 데이터 스케줄링 정보와 관련된 DCI를 통해 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다.
단말은 상향링크 데이터를 상향링크 데이터 전송용 물리채널인 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)를 통해 기지국으로 전송할 수 있다. PUSCH의 시간 및 주파수 영역에서의 구체적인 매핑 위치, 변조 방식, HARQ 관련 제어 정보, 전력 제어 정보 등의 스케줄링 정보는 PDCCH를 통해 전송되는 DCI 중 상향링크 데이터 스케줄링 정보와 관련된 DCI를 통해 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다.
PDCCH 가 매핑되는 시간-주파수 자원은 제어 자원 세트(Control Resource Set, CORESET)라고 부른다. CORESET은 주파수 영역에서 단말이 지원하는 대역폭의 전체 또는 일부 주파수 자원에 설정될 수 있다. 시간 영역에서는 하나 또는 복수 개의 OFDM 심볼로 설정될 수 있고, 이는 CORESET 길이(Control Resource Set Duration)로 정의될 수 있다. 기지국은 단말에게 하나 또는 복수개의 CORESET을 상위 계층 시그널링(예컨대 시스템 정보(System Information), MIB(Master Information Block), RRC(Radio Resource Control) 시그널링)을 통해 설정할 수 있다. 단말에게 CORESET을 설정한다는 것은 CORESET 식별자(Identity), CORESET의 주파수 위치, CORESET의 심볼 길이 등의 정보를 제공하는 것을 의미할 수 있다. CORESET을 설정하기 위해 기지국이 단말에게 제공하는 정보들은 <표 4>에 포함된 정보 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
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CORESET는 주파수 영역에서
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들로 구성될 수 있고, 시간 영역에서
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심볼로 구성될 수 있다. NR PDCCH는 하나 또는 복수개의 CCE(Control Channel Element)로 구성될 수 있다. 하나의 CCE는 6개의 REG(Resource Element Group)로 구성될 수 있고, REG는 1 OFDM 심볼 동안의 1 RB로 정의될 수 있다. 하나의 CORESET 내에서 REG는 CORESET의 첫 번째 OFDM 심볼, 가장 낮은 RB에서부터 REG 인덱스 0을 시작으로 시간-우선(Time-First) 순서로 인덱스가 매겨질 수 있다.
PDCCH에 대한 전송 방법으로 인터리빙(Interleaved) 방식과 비인터리빙(non-interleaved) 방식이 지원될 수 있다. 기지국은 단말에게 각 CORESET 별로 인터리빙 또는 비인터리빙 전송의 여부를 상위 계층 시그널링을 통해 설정해 줄 수 있다. 인터리빙은 REG 번들 단위로 수행될 수 있다. REG 번들(bundle)이란 하나 또는 다수개의 REG의 집합으로 정의될 수 있다. 단말은 기지국으로부터 설정 받은 인터리빙 또는 비인터리빙 전송 여부에 기반하여 해당 CORESET 에서의 CCE-to-REG 매핑 방식을 하기의 <표 5>와 같은 방식으로 결정할 수 있다.
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기지국은 PDCCH 가 슬롯 내에서 어느 심볼에 매핑되는지, 전송 주기 등의 설정 정보를 단말에게 시그널링을 통해 알려줄 수 있다.
PDCCH의 탐색공간(search space)에 대해 설명하면 다음과 같다. PDCCH를 전송하는데 필요한 CCE의 개수는 집성 레벨(Aggregation Level, AL)에 따라 1, 2, 4, 8, 16개가 될 수 있으며, 서로 다른 CCE 개수는 하향링크 제어 채널의 링크 적응(link adaptation)을 위해 사용될 수 있다. 예컨대, AL=L일 경우, 하나의 하향링크 제어 채널이 L 개의 CCE(control channel element)를 통해 전송될 수 있다. 단말은 하향링크 제어 채널에 대한 정보를 모르는 상태에서 신호를 검출하는 블라인드 디코딩(blinde decoding)을 수행하는데, 이를 위해 CCE들의 집합을 나타내는 탐색공간(search space)이 정의될 수 있다. 탐색공간은 주어진 집성 레벨 상에서 단말이 디코딩을 시도해야 하는 CCE들로 이루어진 하향링크 제어 채널 후보군(Candidate)들의 집합이며, 1, 2, 4, 8, 16 개의 CCE로 하나의 묶음을 만드는 여러 가지 집성 레벨이 있으므로 단말은 복수개의 탐색공간을 가질 수 있다. 탐색공간 세트(Search Space Set)는 설정된 모든 집성 레벨에서의 탐색공간들의 집합으로 정의될 수 있다.
탐색공간은 공통 탐색공간(Common Search Space, CSS)과 단말-특정 탐색공간(UE-specific Search Space, USS)으로 분류될 수 있다. 일정 그룹의 단말들 또는 모든 단말들이 시스템 정보(System Information Blcok, SIB)에 대한 동적인 스케줄링이나 페이징 메시지와 같은 셀 공통의 제어 정보를 수신하기 위해 PDCCH의 공통 탐색공간을 조사할 수 있다. 예를 들어, 단말은 시스템 정보 수신을 위한 PDSCH의 스케줄링 할당 정보를 PDCCH의 공통 탐색공간을 조사함으로써 수신할 수 있다. 공통 탐색공간의 경우, 일정 그룹의 단말들 또는 모든 단말들이 PDCCH를 수신해야 하므로, 미리 약속된 CCE의 집합으로써 정의될 수 있다. 단말-특정적인 PDSCH 또는 PUSCH에 대한 스케줄링 할당 정보는 단말이 PDCCH의 단말-특정 탐색공간을 조사함으로써 수신할 수 있다. 단말-특정 탐색공간은 단말의 ID(Identity) 및 다양한 시스템 파라미터의 함수로 단말-특정적으로 정의될 수 있다.
기지국은 PDCCH의 탐색공간에 대한 설정 정보를 상위 계층 시그널링(예를 들어, SIB, MIB, RRC 시그널링)을 통해 단말에게 설정할 수 있다. 예를 들면, 기지국은 각 집성 레벨 L에서의 PDCCH 후보군 수, 탐색공간에 대한 모니터링 주기, 탐색공간에 대한 슬롯 내 심볼 단위의 모니터링 occasion, 탐색공간 타입(공통 탐색공간 또는 단말-특정 탐색공간), 해당 탐색공간에서 모니터링하고자 하는 DCI 포맷과 RNTI의 조합, 탐색공간을 모니터링 하고자 하는 CORESET 인덱스 등을 단말에게 설정할 수 있다. 예를 들면, PDCCH에 대한 탐색공간에 대한 파라미터는 하기의 <표 6>과 같은 정보들을 포함할 수 있다.
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설정 정보에 따라 기지국은 단말에게 하나 또는 복수 개의 탐색공간 세트를 설정할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 기지국은 단말에게 탐색공간 세트 1과 탐색공간 세트 2를 설정할 수 있다. 탐색공간 세트 1에서는 단말이 X-RNTI로 스크램블링된 DCI 포맷 A를 공통 탐색공간에서 모니터링 하도록 설정될 수 있고, 탐색공간 세트 2에서는 단말이 Y-RNTI로 스크램블링된 DCI 포맷 B를 단말-특정 탐색공간에서 모니터링 하도록 설정될 수 있다.
설정 정보에 따르면, 공통 탐색공간 또는 단말-특정 탐색공간에 하나 또는 복수 개의 탐색공간 세트가 존재할 수 있다. 예를 들어 탐색공간 세트#1과 탐색공간 세트#2가 공통 탐색공간으로 설정될 수 있고, 탐색공간 세트#3과 탐색공간 세트#4가 단말-특정 탐색공간으로 설정될 수 있다.
공통 탐색공간에서 단말은 다음의 DCI 포맷과 RNTI의 조합을 모니터링 할 수 있다. 물론 다음 예시에 제한되지 않는다.
- DCI format 0_0/1_0 with CRC scrambled by C-RNTI, CS-RNTI, SP-CSI-RNTI, RA-RNTI, TC-RNTI, P-RNTI, SI-RNTI
- DCI format 2_0 with CRC scrambled by SFI-RNTI
- DCI format 2_1 with CRC scrambled by INT-RNTI
- DCI format 2_2 with CRC scrambled by TPC-PUSCH-RNTI, TPC-PUCCH-RNTI
- DCI format 2_3 with CRC scrambled by TPC-SRS-RNTI
단말-특정 탐색공간에서 단말은 다음의 DCI 포맷과 RNTI의 조합을 모니터링 할 수 있다. 물론 다음 예시에 제한되지 않는다.
- DCI format 0_0/1_0 with CRC scrambled by C-RNTI, CS-RNTI, TC-RNTI
- DCI format 1_0/1_1 with CRC scrambled by C-RNTI, CS-RNTI, TC-RNTI
상기 RNTI들은 다음의 정의 및 용도를 따를 수 있다.
C-RNTI(Cell RNTI): 단말-특정 PDSCH 또는 PUSCH 스케줄링 용도
TC-RNTI(Temporary Cell RNTI): 단말-특정 PDSCH 스케줄링 용도
CS-RNTI(Configured Scheduling RNTI): 준정적으로(semi-static) 설정된 단말-특정 PDSCH 스케줄링 용도
RA-RNTI(Random Access RNTI): 랜덤 액세스 단계에서 PDSCH 스케줄링 용도
P-RNTI(Paging RNTI): 페이징이 전송되는 PDSCH 스케줄링 용도
SI-RNTI(System Information RNTI): 시스템 정보가 전송되는 PDSCH 스케줄링 용도
INT-RNTI(Interruption RNTI): PDSCH에 대한 펑처링(pucturing) 여부를 알려주기 위한 용도
TPC-PUSCH-RNTI(Transmit Power Control for PUSCH RNTI): PUSCH에 대한 전력 조절 명령 지시 용도
TPC-PUCCH-RNTI(Transmit Power Control for PUCCH RNTI): PUCCH에 대한 전력 조절 명령 지시 용도
TPC-SRS-RNTI(Transmit Power Control for SRS RNTI): SRS에 대한 전력 조절 명령 지시 용도
상술한 DCI 포맷들은 하기의 <표 7>과 같은 정의를 따를 수 있다.
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CORESET p, 탐색공간 세트 s에서 집성 레벨 L의 탐색공간은 하기의 수학식과 같이 표현할 수 있다.
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값은 공통 탐색공간의 경우 0에 해당할 수 있다.
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값은 단말-특정 탐색공간의 경우, 단말의 ID(C-RNTI 또는 기지국이 단말에게 설정해준 ID)과 시간 인덱스에 따라 변하는 값에 해당할 수 있다.
초고속 데이터 서비스를 지원하기 위한 방안으로, 다수의 송수신 안테나를 사용한 공간 다중화(Spatial multiplexing) 방법을 통해 데이터 레이트(data rate)를 높일 수 있다. 일반적으로 기지국 또는 단말에 구비되는 송신 안테나 개수에 비례하여 필요한 파워앰프(Power amplifier, PA) 개수도 증가한다. 기지국과 단말의 최대출력은 파워앰프 특성에 좌우되며, 일반적으로 기지국 최대출력은 기지국이 커버하는 셀 크기에 따라 달라진다. 보통 최대출력은 dBm 단위로 표시한다. 단말의 최대출력은 보통 23dBm 또는 26dBm이다.
상용 5G 기지국의 일례로, 기지국은 3.5GHz 주파수 대역에서 64 개의 송신 안테나와 그에 상응하는 64개의 파워앰프를 구비하고 100MHz 대역폭으로 동작할 수 있다. 결국 파워앰프의 출력과 파워앰프의 동작 시간에 비례하여 기지국의 에너지 소모량이 커지게 된다. LTE 기지국과 비교하면, 5G 기지국은 동작 주파수 대역이 상대적으로 높아서 넓은 대역폭과 많은 송신 안테나를 구비하는 특징이 있다. 이러한 특징에 따라 곧 데이터 레이트를 높이는 효과가 있는 반면에, 기지국 에너지 소모량이 커지는 비용이 발생한다. 따라서 이동통신 네트워크를 구성하는 기지국이 많으면 많을수록 그에 비례하여 전체 이동통신 네트워크의 에너지 소모가 커진다.
상술한 바와 같이, 기지국의 에너지 소모는 파워앰프 동작에 의해 크게 좌우된다. 파워앰프는 기지국 전송 동작에 관여하므로, 기지국의 하향링크(DL) 전송 동작이 기지국의 에너지 소모와 높은 관련이 있다. 상대적으로 기지국의 상향링크(UL) 수신 동작은 기지국의 에너지 소모에서 차지하는 비중이 높지 않다. 기지국이 하향링크로 전송하는 물리채널(Physical channel) 과 물리신호(Physical signal)는 다음과 같다.
- PDSCH(Physical Downlink Shared Channel): 하나 또는 다수의 단말에게 전송할 데이터를 포함하는 하향링크 데이터채널
- PDCCH(Physical Downlink Control Channel): PDSCH 와 PUSCH(Physical Uplink Control Channel)에 대한 스케줄링 정보를 포함하는 하향링크 제어채널. 또는 스케줄링 하고자 하는 PDSCH 나 PUSCH 없이 PDCCH 단독으로 슬롯 포맷, 전력 제어 명령 등의 제어 정보를 전송할 수 있다. 상기 스케줄링 정보는 PDSCH 또는 PUSCH 가 매핑되는 자원정보, HARQ 관련 정보, 전력제어 정보 등을 포함한다.
- PBCH(Physical Broadcast Channel): 단말의 데이터 채널 및 제어 채널 송수신에 필요한 필수 시스템 정보인 MIB(Master Information Block)를 제공하는 하향링크 방송 채널.
- PSS(Primary Synchronization Signal): DL 시간/주파수 동기의 기준이 되는 신호로 셀 ID 일부 정보를 제공한다.
- SSS(Secondary Synchronization Signal): DL 시간 및/또는 주파수(이하 시간/주파수) 동기의 기준이 되고 셀 ID 나머지 일부 정보를 제공하는 신호.
- DM-RS(Demodulation Reference Signal): PDSCH, PDCCH, PBCH 각각에 대한 단말의 채널추정을 위한 기준 신호
- CSI-RS(Channel-state Information Reference Signal): 단말의 하향링크 채널상태 측정의 기준이 되는 하향링크 신호
- PT-RS(Phase-tracking Reference Signal): 위상 추적(phase tracking)을 위한 하향링크 신호
기지국 에너지 절감 관점에서, 기지국이 하향링크 송신 동작을 멈추게 되면 이에 따른 파워앰프 동작의 중지로 인한 기지국 에너지 절감 효과를 높일 수 있다. 파워앰프 뿐만 아니라 베이스밴드(Baseband) 장치 등 나머지 기지국 장치의 동작도 줄어들어 추가적인 에너지 절감이 가능하다. 마찬가지로, 비록 기지국의 전체 에너지 소모에서 차지하는 비중이 상대적으로 작은 상향링크 수신 동작일지라도, 상향링크 수신 동작을 중지할 수 있다면 추가적인 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다.
기지국의 하향링크 송신 동작은 기본적으로 하향링크 트래픽의 양에 좌우된다. 예를 들어, 하향링크로 단말에게 전송할 데이터가 없다면 기지국은 PDSCH 와 PDSCH를 스케줄링하기 위한 PDCCH를 전송할 필요가 없다. 또는 상기 데이터가 전송 지연에 민감하지 않는 등의 이유로 잠시 전송을 유예할 수 있다면, 기지국은 PDSCH 또는/및 PDCCH 전송을 하지 않을 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해, 이와 같이 데이터 트래픽과 연관한 PDSCH 또는/및 PDCCH 전송을 하지 않거나 또는 적절히 조절함으로써 기지국 에너지 소모를 줄이는 방법을 '기지국 에너지 절감 방법 1-1'이라 부른다.
이에 반해, PSS, SSS, PBCH, CSI-RS 등의 물리채널 및 물리신호는 단말에 대한 데이터 전송과는 무관하게 소정의 약속된 주기로 반복적으로 전송되는 특징이 있다. 따라서 단말은 비록 데이터 수신을 하지 않더라도, 하향링크 시간/주파수 동기, 하향링크 채널 상태, 라디오 링크 품질 등을 계속해서 업데이트 할 수 있다. 즉, 상기 PSS, SSS, PBCH, CSI-RS는 하향링크 데이터 트래픽과 무관하게 필수적으로 하향링크로의 전송이 필요하고, 이에 따른 기지국 에너지 소모를 유발한다. 따라서, 데이터 트래픽과 무관한(또는 관련성이 낮은) 상기 신호의 전송이 덜 빈번하게 발생하도록 조절함으로써 기지국 에너지 절감을 이룰 수 있다(이하, '기지국 에너지 절감 방법 1-2'라 부른다).
상기 '기지국 에너지 절감 방법 1-1' 또는 '기지국 에너지 절감 방법 1-2'를 통해 기지국이 하향링크 전송을 하지 않는 시간 구간 동안, 기지국의 파워앰프의 동작과 관련 RF 장치, 베이스밴드 장치 등의 동작을 중지 또는 최소화함으로써 기지국의 에너지 절감 효과를 최대화할 수 있다.
다른 방법으로, 기지국의 안테나 또는 파워앰프의 일부를 끔으로써(switch-off), 기지국의 에너지 소모를 절감할 수 있다(이하 '기지국 에너지 절감 방법 2'). 이 경우, 기지국의 에너지 절감 효과에 대한 반작용으로서, 셀 커버리지의 감소 또는 처리량(throughput) 감소 등의 역효과가 수반될 수 있다. 예를 들어, 상술한 바와 같은 3.5GHz 주파수 대역에서 64 개의 송신 안테나와 그에 상응하는 64개의 파워앰프를 구비하고 100MHz 대역폭으로 동작하는 기지국이, 기지국 에너지 절감을 위해서 소정의 시간 구간 동안 4개의 송신 안테나와 4개의 파워앰프만 활성화시키고 나머지는 스위치오프 시키는 경우, 해당 시간 구간 동안 기지국 에너지 소모는 약 1/16(=4/64) 로 줄어들겠지만, 최대 전송 전력의 감소와 빔포밍 이득의 감소로 인해 기존 64개의 안테나 및 파워앰프를 가정했을 때의 셀 커버리지와 처리율(throughput)을 달성하기 어렵게 된다.
이하 설명에서, 일반적인 기지국 동작과 구분하기 위해 기지국 에너지 절감을 위한 동작을 적용하는 기지국 모드를 기지국 에너지 세이빙 모드(Energy saving mode, ES mode) 라고 칭하고, 일반적인 기지국 동작을 적용하는 기지국 모드를 기지국 일반 모드(Normal mode) 라고 칭한다.
초고속 데이터 서비스를 지원하기 위한 또 다른 방안으로, 5G 시스템에서 수십 내지 수백 MHz, 또는 수 GHz의 초광대역폭의 신호 송수신을 지원할 수 있다. 상기 초광대역폭의 신호 송수신은 단일 구성 반송파(component carrier, CC)를 통해 지원되거나, 또는 여러 개의 구성 반송파들을 결합하는 반송파 묶음(Carrier aggregation, CA) 기술을 통해 지원할 수 있다. 반송파 묶음 기술은 이동통신 사업자가 초고속 데이터 서비스를 제공하기에 충분한 대역폭의 주파수를 단일 구성 반송파로 확보하지 못한 경우, 상대적으로 대역폭 크기가 작은 각각의 구성 반송파들을 결합하여 주파수 대역폭의 총합을 키우고 결과적으로 초고속 데이터 서비스를 가능하게 할 수 있다.
상술한 바와 같이 5G 시스템이 활용하는 주파수 대역은 수백 MHz 부터 수십 GHz에 이르기까지 광범위하다.
도 5는 주파수 대역, 커버리지, 대역폭의 상호 연관 관계를 도시한다.
일반적으로 주파수 대역이 낮을 수록 상대적으로 적은 경로 손실(pathloss)로 인해 커버리지가 크고, 주파수 대역이 클수록 상대적으로 높은 경로 손실로 인해 커버리지가 작아진다. 저주파수 대역에서는 이동통신용으로 활용 가능한 주파수가 상대적으로 적고 대역폭이 작은 반면에, 고주파수 대역은 광대역폭 주파수 확보가 상대적으로 용이하여 초고속 데이터 서비스에 적합한 특징이 있다. 이동통신 시스템이 진화할수록 새로운 주파수 대역을 발굴하여 활용하고자 하는 노력이 이루어지고 있다. 예를 들어, 아직 초기 논의 단계이긴 하지만, 차세대 이동통신 시스템인 6G(6th generation) 이동통신 시스템에서는 THz(Terahertz, 1012 Hz) 대역을 후보 주파수 중 하나로 고려하고 있다. 일반적으로 이동통신 사업자는 여러 주파수 대역을 확보하여 사용자에게 이동통신 서비스를 제공한다. 예를 들면, 이동통신 사업자는 기존에 확보한 LTE 시스템용 주파수 대역과 새롭게 확보한 5G 시스템용 주파수 대역을 함께 결합하여 LTE 와 5G를 결합한 시스템 운영을 할 수 있다. 다른 예로서, 이동통신 사업자는 5G 시스템용 주파수 대역을 여러 대역에 걸쳐 확보한 다음, 여러 대역의 주파수를 결합하여 5G CA를 통한 이동통신 서비스 제공을 할 수 있다. 상술한 바와 같이 주파수 대역에 따라 커버리지, 대역폭 등의 특성이 달라지므로, 단일 주파수 대역에 의존한 이동통신 서비스보다는 여러 주파수 대역을 결합한 이동통신 서비스가 점점 활발해지고 있는 추세이다.
이하 구체적인 실시예를 통해 본 발명에서 제안하는 시스템 동작을 설명한다.
<제1 실시예>
제1 실시예는 주파수 사용 효율을 강화하기 위해 여러 대역의 주파수를 결합한 통신 시스템 구조를 설명한다. 상기 주파수는 주파수 영역에서 바로 인접할 수도 있고 또는 떨어져 있을 수도 있다.
도 6은 액세스 캐리어와 데이터 캐리어로 구성되는 통신 시스템의 일례를 도시한다.
이하 도 6을 참고하여 제1 실시예의 주요 개념을 설명한다. 도 6의 통신시스템은 주파수 F1으로 동작하는 캐리어(설명의 편의를 위해 이하 '액세스 캐리어(access carrier)' 라고 부른다, 601) 와 주파수 F2로 동작하는 캐리어(이하 '데이터 캐리어(data carrier), 602') 로 구성된다(F1<F2). F1은 상대적으로 낮은 주파수 대역때문에, 커버리지에 유리하지만 대역폭 제약으로 고속 데이터 서비스를 제공하기에 제한이 따른다. F2는 상대적으로 높은 주파수 대역 때문에, 커버리지에 상대적인 약점이 있지만 상대적으로 넓은 대역폭으로 고속 데이터 서비스에 유리한 장점이 있다. 도 6에 나타낸 원의 크기는 각 캐리어가 제공 가능한 커버리지 크기를 표시한다. 도 6의 예시에서, '액세스 캐리어'의 커버리지 내에 다수의 '데이터 캐리어' 가 공존하는 것을 나타낸다. '액세스 캐리어' 와 '데이터 캐리어'는 서로 유선 또는 무선으로 연결되어 원활한 협력이 가능하다. 제1 실시예를 적용하는 기지국과 단말은 F1 과 F2 에서의 동작을 지원하도록 한다. 따라서 제1 실시예를 통해 커버리지와 고속 데이터 서비스를 상황에 맞게 제공할 수 있다. 본 발명에서 기지국은 '액세스 캐리어' 와 '데이터 캐리어'를 결합한 형태가 될 수도 있고, 또는 '액세스 캐리어'와 '데이터 캐리어'를 각각 별도의 기지국으로 구현할 수 있다. 만약 '액세스 캐리어'와 '데이터 캐리어'를 하나의 기지국으로 구현할 경우, '액세스 캐리어'와 '데이터 캐리어'를 각각 서로 다른 주파수를 사용하는 송수신 포인트(Transmission Reception Point, TRP) 라고 부를 수 있다. '액세스 캐리어'는 '액세스 캐리어'에 대응하는 주파수 자원을 통해서 신호를 전송하는 기지국으로 구현할 수 있다. 데이터 캐리어'는 데이터 캐리어'에 대응하는 주파수 자원을 통해서 신호를 전송하는 기지국으로 구현할 수 있다.
'액세스 캐리어'는 상술한 동기 신호, PBCH, 시스템 정보 등, 통신시스템의 필수 정보를 제공하는 역할을 하고, 단말의 상태와 무관하게 시스템 내의 모든 단말을 지원하기 위해 스위치 온(switch on) 상태를 유지한다. 스위치온 상태의 기지국은 송신블록과 수신블록의 전원을 켠 상태로 유지하고 통상적인 송수신 동작을 수행한다. 단말은 '액세스 캐리어'를 통해 초기 접속(initial access) 동작을 수행한다. '데이터 캐리어'는 필요에 따라 스위치온 상태와 스위치 오프(switch off) 상태 사이를 전환한다. 스위치 오프 상태에서는 기지국의 전원을 일부 또는 전부 끈 상태를 유지한다. 통상적으로 초기 접속을 완료한 연결(connected) 상태의 단말을 서비스하기 위해 '데이터 캐리어'가 스위치 온되고, 만약 서비스할 단말이 없으면 스위치 오프상태로 전환하여 불필요한 기지국 에너지 소모를 방지할 수 있다. '데이터 캐리어'는 상기 '액세스 캐리어' 와 달리 단말에게 제공하는 필수 정보의 전송을 생략하거나 또는 최소화함으로써 주파수 효율을 높일 수 있다.
제1 실시예를 초기접속 단계인지 여부에 따라 다음 시나리오로 분류해서 설명할 수 있다. 단말의 상태는 크게 접속 상태(예를 들어, connected state 또는 RRC_CONNECTED state) 와 유휴 상태(예를 들어, Idle state 또는 RRC_IDLE state) 로 분류할 수 있다. 단말의 전원을 켜면 기지국과 데이터 통신을 수행하기 위한 사전 준비 단계로 단말은 기지국과 시간주파수 동기를 맞추고, 기지국으로부터 시스템정보를 획득하고, 랜덤 액세스 절차를 수행하는 등의 일련의 초기 접속(initial access) 절차를 거친다. 초기접속 단계의 단말 상태를 유휴상태라고 부른다. 상기 초기접속 단계를 완료하면 이제 단말은 접속상태로 전환하여 기지국과 일대일 데이터 송수신을 수행할 수 있게 된다.
도 7은 액세스 캐리어와 데이터 캐리어로 구성되는 통신 시스템의 동작 시나리오의 일례를 도시한다.
시나리오 1-1: 단말이 기지국과 초기접속을 수행하는 시나리오.
도 7 은 '액세스 캐리어'(701) 와 '데이터 캐리어'(710, 720, 730, 740, 750) 로 구성되는 시스템을 나타낸다. 현재 시스템 내에 접속상태의 단말이 없는 경우로, 상술한 바와 같이 '액세스 캐리어'는 단말의 상태와 무관하게 시스템 내의 모든 단말을 지원하기 위해 스위치 온 상태를 유지한다. 그에 반해 '데이터 캐리어'는 스위치오프 상태를 유지하여 기지국 에너지 세이빙 효과를 기대한다. 유휴상태의 단말은 '액세스 캐리어'로부터 동기신호, 시스템 정보 등을 획득하고, 이를 바탕으로 '액세스 캐리어'와 랜덤 액세스 절차를 수행한다.
도 8은 액세스 캐리어와 데이터 캐리어로 구성되는 통신 시스템의 동작 시나리오의 일례를 도시한다.
시나리오 1-2: 단말이 기지국과 초기접속을 수행하는 다른 시나리오.
도 8 은 ‘액세스 캐리어’(801) 와 ‘데이터 캐리어’(810, 820, 830, 840, 850)로 구성되는 시스템을 나타낸다. 현재 시스템 내에 접속 상태의 단말이 없는 경우로, 상술한 바와 같이 ‘액세스 캐리어’는 단말의 상태와 무관하게 시스템 내의 모든 단말을 지원하기 위해 스위치 온 상태를 유지한다. 도 8의 경우, ‘데이터 캐리어’ 중 일부는(840, 850, 이하 ‘데이터 캐리어 set#1 이라 부른다) 송수신 동작 모두 스위치 오프 상태를 유지하여 기지국 에너지 세이빙 효과를 기대한다. 다른 일부 ‘데이터 캐리어’(810, 820, 830, 이하 ‘데이터 캐리어 set#2 라 부른다)는 송신 동작은 스위치 오프하되 수신 동작은 스위치 온 함으로써 부분적인 기지국 에너지 세이빙 효과를 기대한다. 상기 시나리오 1-1 과 마찬가지로 유휴상태의 단말은 ‘액세스 캐리어’로부터 동기신호, 시스템 정보 등을 획득하고, 이를 바탕으로 랜덤 액세스 절차를 수행한다. 단, 상기 시나리오 1-1 과는 다르게, 랜덤 액세스 절차를 ‘액세스 캐리어’ 또는 ‘데이터 캐리어 set#2’를 상대로 수행할 수 있다. 랜덤 액세스 절차동안 단말이 전송하는 상향링크 신호를 ‘액세스 캐리어’ 또는 ‘데이터 캐리어 set#2’ 가 수신할 수 있다.
도 9는 액세스 캐리어와 데이터 캐리어로 구성되는 통신 시스템의 동작 시나리오의 일례를 도시한다.
시나리오 2: 단말이 기지국과 통신을 수행하는 시나리오
초기 접속 절차를 완료한 단말은 ‘데이터 캐리어’와 일대일 데이터 통신을 수행할 수 있다. 도 9의 경우 ‘데이터 캐리어’(910) 이 현재 접속 상태의 단말을 서비스하기에 가장 적절한 기지국으로 판단되어, ‘데이터 캐리어’(910)을 스위치 온 상태로 전환하여 단말과 일대일 데이터 통신을 수행하는 것을 예시한다. 소정의 ‘데이터 캐리어’를 스위치 온시키는 판단의 근거로, 단말과 해당 ‘데이터 캐리어’ 사이의 채널 품질 상태가 소정의 임계값 A를 초과하는지 여부, 단말이 필요로 하는 데이터 레이트가 소정의 임계값 B를 초과하는 고속 데이터 서비스에 해당하는지 여부, 등을 포함할 수 있다. 상기 임계값 A 및 임계값 B 와 관련한 제어정보는 기지국이 단말에게 사전에 시그널링을 통해 설정할 수 있다. 그리고 상기 스위치 온 조건을 충족시키지 못하는 ‘데이터 캐리어’는 스위치 오프 상태로 남아 기지국 에너지 세이빙 효과를 기대한다. ‘액세스 캐리어’는 ‘데이터 캐리어’를 스위치온 시킬지 또는 스위치오프 시킬지 여부를 결정하고 시그널링을 통해 해당 ‘데이터 캐리어’에게 통보할 수 있다. 시나리오 2는 단말과 ‘액세스 캐리어’ 사이의 동작과 관련하여 여러 변형이 가능하다.
예를 들어, 첫 번째 방법으로 일단 단말이 스위치온 상태의 ‘데이터 캐리어’와 데이터 통신을 수행하는 경우, 단말은 더 이상 ‘액세스 캐리어’ 와의 데이터 통신은 수행하지 않는다. 즉, 임의의 순간 단말은 하나의 기지국과 데이터 통신을 수행한다. 다만 단말이 ‘액세스 캐리어’로부터 동기 신호를 수신하고 시스템 정보를 획득하는 등의 동작은 여전히 가능하다.
두 번째 방법은, 단말이 스위치온 상태의 ‘데이터 캐리어’와 데이터 통신을 수행하는 경우라 하더라도, 단말은 ‘액세스 캐리어’ 와의 데이터 통신을 수행할 수 있다. 즉, 임의의 순간 단말은 ‘액세스 캐리어’ 및 ‘데이터 캐리어’와 동시에 데이터 통신을 수행할 수 있다. 이 경우, 단말은 ‘데이터 캐리어’와는 상대적으로 고속 데이터 송수신을 수행하고, ‘액세스 캐리어’와는 상대적으로 저속 데이터 송수신을 수행한다.
<제2 실시예>
제2 실시예는 단말과 기지국의 랜덤 액세스 절차를 설명한다. 제2 실시예의 주요 요지는 다음과 같다.
1) 단말이 기지국으로 전송하는 랜덤 액세스 프리앰블을 2단계로 구분하여 적용한다. 첫 번째 단계에서는 단말이 ‘액세스 캐리어’로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하고, 해당 랜덤 액세스 프리앰블은 단말이 다음 단계에서 접속하고자하는 ‘데이터 캐리어’에 대한 정보를 포함한다. 두 번째 단계에서는 단말이 ‘데이터 캐리어’로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하고, 단말과 ‘데이터 캐리어’ 사이의 시간-주파수 동기를 맞추는 동작을 진행한다.
2) 상기 첫 번째 단계에서 단말이 전송하는 랜덤 액세스 프리앰블과 ‘데이터 캐리어’와 상호 연결관계를 적용한다. 예를 들어, 단말이 랜덤 액세스 프리앰블#1을 전송하면 이는 단말이 ‘데이터 캐리어#1’과 접속하고자 함을 나타낼 수 있다. 상기 상호 연결관계는 단말과 기지국 사이에 미리 약속하거나 또는 기지국이 단말에게 시스템 정보로 설정해서 알려줄 수 있다.
3) ‘액세스 캐리어’는 단말로부터 받은 랜덤 액세스 프리앰블로부터 단말이 접속하고자 하는 ‘데이터 캐리어’에 대한 정보를 획득하고, 이를 참고하여 ‘데이터 캐리어’를 스위치 온 시키도록 판단하고 해당 ‘데이터 캐리어’에 시그널링을 통해 지시할 수 있다.
4) 스위치온 상태로 전환한 ‘데이터 캐리어’는 단말이 ‘데이터 캐리어’의 채널 품질 상태를 측정할 수 있도록 기준 신호를 전송한다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스 절차의 일례를 도시한다.
이하 도 10을 참고하여, 제2 실시예에 따른 랜덤 액세스 절차를 구체적으로 설명한다.
1001 단계에서 단말은 '액세스 캐리어' 로부터 동기신호, PBCH, 시스템 정보 등을 수신하여, '액세스 캐리어' 와의 시간-주파수 동기를 맞추고 랜덤 액세스 절차에 필요한 정보를 획득한다. 또한 1001 단계에서 단말은 '액세스 캐리어' 와 연결된 하나 이상의 '데이터 캐리어'에 대한 제어정보(이하 '제어정보#1'이라 부른다)를 획득한다. 상기 '제어정보#1'은 단말이 '액세스 캐리어'로부터 수신하는 동기신호, PBCH, 시스템 정보 등에 포함되어 전송될 수 있다. 상기 '제어정보#1'은 단말이 해당 '데이터 캐리어'의 채널 품질 상태를 측정하기 위해 필요한 SSB 또는 CSI-RS 등 기준 신호에 대한 제어정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 '제어정보#1'은 '액세스 캐리어'와 연결된 '데이터 캐리어'에 대한 주파수 정보를 포함할 수 있다.
1002 단계에서 단말은 상기 1001 단계에서 획득한 정보를 바탕으로 '액세스 캐리어'로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송함으로써 랜덤 액세스 절차를 시작한다. 이 때 랜덤 액세스 프리앰블의 초기 전송 전력과 송신 빔 방향은 단말이 상기 1001 단계에서 측정한 '액세스 캐리어'의 동기신호에 따라 결정할 수 있다. 만약 단말이 기지국으로부터 상기 랜덤 액세스 프리앰블 전송에 대한 응답을 받지 못하면, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 다시 전송할 수 있다. 1002 단계에서 단말이 전송하는 랜덤 액세스 프리앰블은 단말이 선호하는 '데이터 캐리어'에 대한 정보를 명시적으로(explicitly) 또는 암묵적으로(implicitly) 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말은 여러 '데이터 캐리어' 중에서 가장 채널 품질 상태가 좋은 '데이터 캐리어'를 선택해서 '액세스 캐리어'한테 알려줄 수 있다.
1003 단계에서 '액세스 캐리어'는 단말이 전송한 랜덤 액세스 프리앰블을 성공적으로 검출한다. 따라서 '액세스 캐리어'는 단말이 선호하는 '데이터 캐리어'에 대한 정보도 함께 획득하고, 이를 참고해서 스위치 온 상태로 전환시킬(또는 wake-up 시킬) '데이터 캐리어'를 판단한다.
1004 단계에서 '액세스 캐리어'는 스위치 온 상태로 전환시킬 '데이터 캐리어'에게 시그널링을 통해 스위치 온 상태로 전환할 것을 지시한다. 추가로 '데이터 캐리어'는 상기 지시를 성공적으로 수신했음을 '액세스 캐리어'에게 응답할 수 있다.
1005 단계에서 '데이터 캐리어'는 '액세스 캐리어'의 지시에 따라 스치위 온 상태로 전환하고 기준 신호 전송을 개시한다. 상기 기준 신호는 SSB 또는 CSI-RS 등이 될 수 있다.
1006 단계에서 '액세스 캐리어'는 단말에게 '데이터 캐리어'로 랜덤 액세스 절차를 수행할 것을 지시한다.
1007 단계에서 단말은 '데이터 캐리어'가 전송한 기준 신호를 성공적으로 검출한다. 이로써 단말은 '데이터 캐리어'와 시간-주파수 동기를 맞출 수 있다.
1008 단계에서 단말은 '데이터 캐리어'로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송함으로써 랜덤 액세스 절차를 시작한다. 이 때 랜덤 액세스 프리앰블의 초기 전송 전력과 송신 빔 방향은 단말이 상기 1007 단계에서 측정한 '데이터 캐리어'의 기준 신호에 따라 결정할 수 있다.
1009 단계에서 '데이터 캐리어'가 단말이 전송한 랜덤 액세스 프리앰블을 성공적으로 검출하면, 1010 단계에서 '데이터 캐리어'가 단말에게 랜덤 액세스 응답 신호를 전송한다.
1011 단계에서 단말은 랜덤 액세스 절차 상의 message 3를 '데이터 캐리어'로 전송하고, 이에 대응하여 '데이터 캐리어'는 1012 단계에서 message 4를 단말에게 전송함으로써 랜덤 액세스 절차를 완료한다. 이후 단계에서 단말은 '데이터 캐리어'와 일대일 데이터 통신을 수행할 수 있다.
상기 1009 단계에서 '데이터 캐리어'가 랜덤 액세스 프리앰블 검출에 실패하면, 단말은 상기 1002 단계부터 다시 시작하거나 또는 1008 단계부터 다시 시작할 수 있다. 이 때 '데이터 캐리어'가 단말에게 어느 단계부터 다시 시작할지 지시하거나 또는 단말 자체 판단에 따라 동작할 수 있다.
제2 실시예는 여러가지 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 상기 1006 단계에서 액세스 캐리어'가 단말에게 보내는 신호를, 단말이 상기 1002 단계에서 '액세스 캐리어'에게 보낸 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답신호로 대체할 수 있다. 추가적으로 상기 1006 단계 이후, 단말과 '액세스 캐리어' 사이에 message 3와 message 4의 송수신을 진행함으로써 단말과 '액세스 캐리어' 사이의 랜덤 액세스 절차를 완료할 수 있다.
<제3 실시예>
제3 실시예는 제2 실시예와 다른 방법의 단말과 기지국의 랜덤 액세스 절차를 설명한다. 제3 실시예는 기본적으로 제2 실시예를 동작을 따르지만 다음의 추가적인 특징이 있다. 제3 실시예는 시스템 내의 단말인증, 보안, 이동성 관리 등의 기능을 담당하는 네트워크 엔티티(entity)인 AMF(Access and mobility management function)를 포함하여 동작한다. AMF는 '액세스 캐리어'로부터 제공받은 정보를 참고하여 스위치온 상태로 전환시킬 '데이터 캐리어'를 판단하고, 해당 '데이터 캐리어'에게 시그널링을 통해 스위치온 할 것을 지시한다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스 절차의 일례를 도시한다.
이하 도 11을 참고하여, 제3 실시예에 따른 랜덤 액세스 절차를 구체적으로 설명한다.
1101 단계에서 단말은 '액세스 캐리어' 로부터 동기신호, PBCH, 시스템 정보 등을 수신하여, '액세스 캐리어' 와의 시간-주파수 동기를 맞추고 랜덤 액세스 절차에 필요한 정보를 획득한다. 또한 1101 단계에서 단말은 '액세스 캐리어' 와 연결된 하나 이상의 '데이터 캐리어'에 대한 제어정보(이하 '제어정보#1'이라 부른다)를 획득한다. 상기 '제어정보#1'은 단말이 '액세스 캐리어'로부터 수신하는 동기신호, PBCH, 시스템 정보 등에 포함되어 전송될 수 있다. 상기 '제어정보#1'은 단말이 해당 '데이터 캐리어'의 채널 품질 상태를 측정하기 위해 필요한 SSB 또는 CSI-RS 등 기준 신호에 대한 제어정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 '제어정보#1'은 '액세스 캐리어'와 연결된 '데이터 캐리어'에 대한 주파수 정보를 포함할 수 있다.
1102 단계에서 단말은 상기 1101 단계에서 획득한 정보를 바탕으로 '액세스 캐리어'로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송함으로써 랜덤 액세스 절차를 시작한다. 이 때 랜덤 액세스 프리앰블의 초기 전송 전력과 송신 빔 방향은 단말이 상기 1101 단계에서 측정한 '액세스 캐리어'의 동기신호에 따라 결정할 수 있다. 만약 단말이 기지국으로부터 상기 랜덤 액세스 프리앰블 전송에 대한 응답을 받지 못하면, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 다시 전송할 수 있다. 1102 단계에서 단말이 전송하는 랜덤 액세스 프리앰블은 단말이 선호하는 '데이터 캐리어'에 대한 정보를 명시적으로(explicitly) 또는 암묵적으로(implicitly) 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말은 여러 '데이터 캐리어' 중에서 가장 채널 품질 상태가 좋은 '데이터 캐리어'를 선택해서 '액세스 캐리어'한테 알려줄 수 있다.
1103 단계에서 '액세스 캐리어'는 단말이 전송한 랜덤 액세스 프리앰블을 성공적으로 검출한다. 따라서 '액세스 캐리어'는 단말이 선호하는 '데이터 캐리어'에 대한 정보도 함께 획득한다.
1104 단계에서, '액세스 캐리어'는 상기 단말로부터 획득한 단말이 선호하는 '데이터 캐리어'에 대한 정보를 AMF 로 전달한다.
1105 단계에서 AMF는 스위치 온 상태로 전환시킬 '데이터 캐리어'를 결정하고, '액세스 캐리어'에게는 상기 단말을 상기 '데이터 캐리어'가 관리할 것임을 알려준다.
1106 단계에서 AMF는 스위치온 상태로 전환시킬 '데이터 캐리어'에게 시그널링을 통해 스위치온 상태로 전환할 것을 지시한다. 추가로 '데이터 캐리어'는 상기 지시를 성공적으로 수신했음을 '액세스 캐리어'에게 응답할 수 있다.
1107 단계에서 '데이터 캐리어'는 AMF의 지시에 따라 스치위 온 상태로 전환하고 기준 신호 전송을 개시한다. 상기 기준 신호는 SSB 또는 CSI-RS 등이 될 수 있다.
1108 단계에서 '액세스 캐리어'는 단말에게 '데이터 캐리어'로 랜덤 액세스 절차를 수행할 것을 지시한다.
1109 단계에서 단말은 '데이터 캐리어'가 전송한 기준 신호를 성공적으로 검출한다. 이로써 단말은 '데이터 캐리어'와 시간-주파수 동기를 맞출 수 있다.
1110 단계에서 단말은 '데이터 캐리어'로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송함으로써 랜덤 액세스 절차를 시작한다. 이 때 랜덤 액세스 프리앰블의 초기 전송 전력과 송신 빔 방향은 단말이 상기 1109 단계에서 측정한 '데이터 캐리어'의 기준 신호에 따라 결정할 수 있다.
1111 단계에서 '데이터 캐리어'가 단말이 전송한 랜덤 액세스 프리앰블을 성공적으로 검출하면, 1112 단계에서 '데이터 캐리어'가 단말에게 랜덤 액세스 응답 신호를 전송한다.
1113 단계에서 단말은 랜덤 액세스 절차 상의 message 3를 '데이터 캐리어'로 전송하고, 이에 대응하여 '데이터 캐리어'는 1114 단계에서 message 4를 단말에게 전송함으로써 랜덤 액세스 절차를 완료한다. 이후 단계에서 단말은 '데이터 캐리어'와 일대일 데이터 통신을 수행할 수 있다.
상기 1111 단계에서 '데이터 캐리어'가 랜덤 액세스 프리앰블 검출에 실패하면, 단말은 상기 1102 단계부터 다시 시작하거나 또는 1110 단계부터 다시 시작할 수 있다. 이 때 '데이터 캐리어'가 단말에게 어느 단계부터 다시 시작할지 지시하거나 또는 단말 자체 판단에 따라 동작할 수 있다.
제3 실시예는 여러가지 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 상기 1108 단계에서 액세스 캐리어'가 단말에게 보내는 신호를, 단말이 상기 1102 단계에서 '액세스 캐리어'에게 보낸 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답신호로 대체할 수 있다. 추가적으로 상기 1108 단계 이후, 단말과 '액세스 캐리어' 사이에 message 3와 message 4의 송수신을 진행함으로써 단말과 '액세스 캐리어' 사이의 랜덤 액세스 절차를 완료할 수 있다.
<제4 실시예>
제4 실시예는 제2, 제3 실시예와 다른 방법의 단말과 기지국의 랜덤 액세스 절차를 설명한다. 제4 실시예는 상기 제2, 제3 실시예와 비교하여 다음의 추가적인 특징이 있다. 제4 실시예는 AMF의 지시에 따라 '데이터 캐리어'가 스위치 온 상태로 전환할 때, 2단계 절차로 동작한다. 첫 번째 단계에서, '데이터 캐리어'는 송신기능은 스위치 오프 상태로 유지한 채 수신기능만 스위치 온 상태로 전환한다. 두 번째 단계로, '데이터 캐리어'가 단말로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 성공적으로 검출하면, '데이터 캐리어'는 송신기능을 추가적으로 스위치온 상태로 전환한 후 기준 신호 전송을 개시한다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스 절차의 일례를 도시한다.
이하 도 12를 참고하여, 제4 실시예에 따른 랜덤 액세스 절차를 구체적으로 설명한다.
1201 단계에서 단말은 '액세스 캐리어' 로부터 동기신호, PBCH, 시스템 정보 등을 수신하여, '액세스 캐리어' 와의 시간-주파수 동기를 맞추고 랜덤 액세스 절차에 필요한 정보를 획득한다. 또한 1201 단계에서 단말은 '액세스 캐리어' 와 연결된 하나 이상의 '데이터 캐리어'에 대한 제어정보(이하 '제어정보#1'이라 부른다)를 획득한다. 상기 '제어정보#1'은 단말이 '액세스 캐리어'로부터 수신하는 동기신호, PBCH, 시스템 정보 등에 포함되어 전송될 수 있다. 상기 '제어정보#1'은 단말이 해당 '데이터 캐리어'의 채널 품질 상태를 측정하기 위해 필요한 SSB 또는 CSI-RS 등 기준 신호에 대한 제어정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 '제어정보#1'은 '액세스 캐리어'와 연결된 '데이터 캐리어'에 대한 주파수 정보를 포함할 수 있다.
1202 단계에서 단말은 상기 1201 단계에서 획득한 정보를 바탕으로 '액세스 캐리어'로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송함으로써 랜덤 액세스 절차를 시작한다. 이 때 랜덤 액세스 프리앰블의 초기 전송 전력과 송신 빔 방향은 단말이 상기 1201 단계에서 측정한 '액세스 캐리어'의 동기신호에 따라 결정할 수 있다. 만약 단말이 기지국으로부터 상기 랜덤 액세스 프리앰블 전송에 대한 응답을 받지 못하면, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 다시 전송할 수 있다. 1202 단계에서 단말이 전송하는 랜덤 액세스 프리앰블은 단말이 선호하는 '데이터 캐리어'에 대한 정보를 명시적으로(explicitly) 또는 암묵적으로(implicitly) 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말은 여러 '데이터 캐리어' 중에서 가장 채널 품질 상태가 좋은 '데이터 캐리어'를 선택해서 '액세스 캐리어'한테 알려줄 수 있다.
1203 단계에서 '액세스 캐리어'는 단말이 전송한 랜덤 액세스 프리앰블을 성공적으로 검출한다. 따라서 '액세스 캐리어'는 단말이 선호하는 '데이터 캐리어'에 대한 정보도 함께 획득한다.
1204 단계에서, '액세스 캐리어'는 상기 단말로부터 획득한 단말이 선호하는 '데이터 캐리어'에 대한 정보를 AMF로 전달한다.
1205 단계에서 AMF는 스위치 온 상태로 전환시킬 '데이터 캐리어'를 결정하고, '액세스 캐리어'에게는 상기 단말을 상기 '데이터 캐리어'가 관리할 것임을 알려준다.
1206 단계에서 AMF는 스위치 온 상태로 전환시킬 '데이터 캐리어'에게 시그널링을 통해 수신기능을 스위치온 상태로 전환할 것을 지시한다. 추가로 '데이터 캐리어'는 상기 지시를 성공적으로 수신했음을 '액세스 캐리어'에게 응답할 수 있다.
1207 단계에서 '데이터 캐리어'는 AMF의 지시에 따라 수신기능을 스위치온 상태로 전환하고 단말의 랜덤 액세스 프리앰블 검출을 시도한다.
1208 단계에서 '액세스 캐리어'는 단말에게 '데이터 캐리어'로 랜덤 액세스 절차를 수행할 것을 지시한다. 이 때 '액세스 캐리어'는 단말에게 랜덤 액세스 프리앰블의 초기 전송 전력과 송신 빔 방향을 알려줄 수 있다.
1209 단계에서 단말은 '데이터 캐리어'로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송함으로써 랜덤 액세스 절차를 시작한다.
1210 단계에서 '데이터 캐리어'가 단말이 전송한 랜덤 액세스 프리앰블을 성공적으로 검출하면, 1211 단계에서 '데이터 캐리어'는 송신기능을 스위치 온시키고 기준 신호를 전송한다. 상기 기준 신호는 SSB 또는 CSI-RS가 될 수 있다. 단말은 '데이터 캐리어'가 전송한 기준 신호로부터 '데이터 캐리어'와 시간-주파수 동기를 맞출 수 있다.
1212 단계에서 '데이터 캐리어'는 단말에게 랜덤 액세스 응답 신호를 전송한다.
1213 단계에서 단말은 랜덤 액세스 절차 상의 message 3를 '데이터 캐리어'로 전송하고, 이에 대응하여 '데이터 캐리어'는 1214 단계에서 message 4를 단말에게 전송함으로써 랜덤 액세스 절차를 완료한다. 이후 단계에서 단말은 '데이터 캐리어'와 일대일 데이터 통신을 수행할 수 있다.
상기 1210 단계에서 '데이터 캐리어'의 성공적인 랜덤 액세스 프리앰블 검출이 '데이터 캐리어'가 온전히 스위치온 상태로 전환하는 전제 조건이 된다. 만약 1210 단계에서 '데이터 캐리어'가 랜덤 액세스 프리앰블 검출에 실패하면, 단말은 상기 1202 단계부터 다시 시작하거나 또는 1209 단계부터 다시 시작할 수 있다. 이 때 '데이터 캐리어'가 단말에게 어느 단계부터 다시 시작할지 지시하거나 또는 단말 자체 판단에 따라 동작할 수 있다.
제4 실시예는 여러가지 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 상기 1208 단계에서 액세스 캐리어'가 단말에게 보내는 신호를, 단말이 상기 1202 단계에서 '액세스 캐리어'에게 보낸 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답신호로 대체할 수 있다. 추가적으로 상기 1208 단계 이후, 단말과 '액세스 캐리어' 사이에 message 3와 message 4의 송수신을 진행함으로써 단말과 '액세스 캐리어' 사이의 랜덤 액세스 절차를 완료할 수 있다.
<제5 실시예>
제5 실시예는 앞선 실시예들에서 설명한 랜덤 액세스 프리앰블과 '데이터 캐리어'와의 상호 연결관계를 맺는 구체적인 방법을 설명한다.
상술한 바와 같이 단말은 초기접속 단계에서 랜덤 액세스 프리앰블 전송을 통해 기지국에게 어느 '데이터 캐리어'가 단말과 채널 품질 상태가 우수하여 스위치 온 상태로 전환시키는 것이 적절한지 알려줄 수 있다. 일반적으로 단말과 기지국 사이의 채널 품질 상태는, 단말과 기지국 사이의 거리, 단말과 기지국 사이에 장애물이 존재하는지 여부 등에 영향을 받는다. 즉, 셀 내의 단말의 위치정보가 단말과 '데이터 캐리어' 사이의 채널 품질 상태를 판단하는 주요 요소가 된다. 만약 스위치온 시켜야 할 '데이터 캐리어'를 단말 또는 기지국이 잘못 판단하게 되면, 부적합한 '데이터 캐리어'를 스위치 온 시킴으로써 불필요한 기지국 에너지 소모를 발생시키고 또한 단말에게 제공가능한 데이터 레이트에도 악영향을 끼칠 수 있다. 기지국은 접속상태의 단말에 대해서 기지국의 단말 위치측정, 단말의 위치측정 및 보고 등의 과정을 통해 단말 위치정보를 일정 수준 이상의 정확도로 파악할 수 있다. 이에 반해, 초기접속 단계의 단말은 아직 네트워크에 등록되기 전 단계이므로 기지국이 단말 위치를 파악하기에 어려움이 있다. 제5 실시예는 초기접속 단계의 단말이 자신의 위치정보를 파악하고 이와 관련한 정보를 기지국에게 제공함으로써, '데이터 캐리어'를 스위치온 상태로 전환시킬 수 있도록 지원하는 랜덤 액세스 프리앰블과 '데이터 캐리어'와의 상호 연결관계를 정의한다.
이하 도 13, 도 14, 도 15를 참고하여 랜덤 액세스 프리앰블과 '데이터 캐리어'와 상호 연결관계를 설명한다.
도 13은 랜덤 액세스 프리앰블과 데이터 캐리어와의 상호연결 관계의 일례를 도시한다.
도 13은 ‘액세스 캐리어’의 커버리지 내에 5 개의 ‘데이터 캐리어’가 구성된 경우를 가정한다. 도 13은 ‘액세스 캐리어’의 커버리지 내에 단말의 위치에 따라 지역A, 지역B, 지역C의 세 개 영역으로 나눈 경우를 나타낸다. 단말은 자신이 ‘액세스 캐리어’의 커버리지 내의 어느 지역에 위치했는지 파악한 다음, 해당 지역과 연결된 랜덤 액세스 프리앰블을 사용하여 랜덤 액세스 절차를 개시한다. ‘액세스 캐리어’는 단말로부터 검출한 랜덤 액세스 프리앰블로부터 어떤 ‘데이터 캐리어’를 스위치 온 시킬지 판단한다. 예를 들면, 단말의 셀 내 위치(지역), 랜덤 액세스 프리앰블 그룹, 데이터 캐리어, 사이에 다음 <수학식 2>와 같은 상호 연결관계를 단말과 기지국 사이에 미리 약속한다. 상기 상호 연결관계는 기지국이 단말에게 시스템 정보를 통해 알려주거나 또는 소정의 규칙으로 정의할 수 있다. 상기 랜덤 액세스 프리앰블 그룹은 적어도 하나 이상의 랜덤 액세스 프리앰블로 구성되는 그룹을 나타낸다.
Figure PCTKR2023001920-appb-img-000029
도 13의 예에서, 만약 단말이 지역 C에 위치하고 있다면, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블 그룹 C 내의 랜덤 액세스 프리앰블을 사용하여 랜덤 액세스 절차를 개시한다. '액세스 캐리어'가 상기 단말이 전송한 랜덤 액세스 프리앰블을 성공적으로 검출하면, 해당 지역 또는 랜덤 액세스 프리앰블 그룹과 상호 연결된 '데이터 캐리어'(1350)을 스위치온 상태로 전환할 것을 판단한다.
단말은 자신의 위치를 파악하기 위해서, '액세스 캐리어'가 전송하는 SSB를 측정한다. 상기 도 2에서 설명한 것처럼, 단말은 SSB를 수신하면 SSB 인덱스를 알 수 있게 된다. 빔 스위핑되는 SSB의 특징으로부터, SSB 인덱스와 단말 위치의 대략적인 관계를 매핑시킬 수 있다. 예를 들면, 도 13의 경우, SSB#0, SSB#1 은 지역 A, SSB#2, SSB#3 은 지역 B, SSB#4, SSB#5는 지역 C와 같이 매핑시킬 수 있다. 따라서, 예를 들어 단말이 SSB#4의 수신 신호품질이 가장 우수한 것으로 측정했다면, 단말은 자신이 SSB#4 와 매핑된 지역 C에 위치한다고 판단할 수 있다.
도 14는 랜덤 액세스 프리앰블과 데이터 캐리어와의 상호연결 관계의 일례를 도시한다.
도 14는 상기 도 13과 마찬가지로 '액세스 캐리어'의 커버리지 내에 5 개의 '데이터 캐리어'가 구성되고, '액세스 캐리어'의 커버리지내에 셀 중심과 단말의 위치에 따라 지역 A, 지역 B, 지역 C의 세 개 영역으로 나눈 경우를 나타낸다. 단말은 '액세스 캐리어'로부터 수신한 SSB의 수신신호 세기를 측정하여 자신의 위치를 파악할 수 있다. 예를 들어, 다음 <수학식 3>과 같은 SSB의 수신신호 세기와 단말 위치 사이의 관계를 매핑시킬 수 있다.
Figure PCTKR2023001920-appb-img-000030
상기 수학식에서 임계 값 1 > 임계 값 2 > 임계 값 3 이고, '액세스 캐리어'의 중심 영역과 가까울수록 SSB 수신신호 세기가 크고, '액세스 캐리어'의 중심으로부터 멀어질수록 SSB 순신신호 세기가 작아지는 경우를 예시한다. 상기 임계 값 1, 임계 값 2, 임계 값 3 은 기지국 단말에게 시스템 정보를 통해 알려줄 수 있다. 도 14의 예에서, 만약 단말이 측정한 SSB의 수신신호 세기로부터 <수학식 3>에 따라 단말이 지역B에 위치하고 있다고 판단하면, <수학식2>에 따라 단말은 상기 지역B와 상호 연결된 랜덤 액세스 프리앰블 그룹 B의 랜덤 액세스 프리앰블을 사용하여 랜덤 액세스 절차를 개시한다. '액세스 캐리어'가 상기 단말이 전송한 랜덤 액세스 프리앰블을 성공적으로 검출하면, 해당 지역 또는 랜덤 액세스 프리앰블 그룹과 상호 연결된 '데이터 캐리어'(1430 또는 1450)를 스위치온 상태로 전환할 것을 판단한다.
도 15는 랜덤 액세스 프리앰블과 데이터 캐리어와의 상호연결 관계의 일례를 도시한다.
도 15는 '액세스 캐리어'의 커버리지 내에 5 개의 '데이터 캐리어'가 구성되고, '액세스 캐리어'의 커버리지 내에 단말의 위치에 따라 지역 A, 지역 B, 지역 C, 지역 D, 지역 E의 다섯 개 영역으로 나눈 경우를 나타낸다. 단말의 위치를 판단함에 있어서, 상기 도 13의 방법과 같은 경우 '액세스 캐리어'의 중심으로부터 단말로의 방향을 판단할 수 있고, 상기 도 14의 방법과 같은 경우 '액세스 캐리어'의 중심으로부터 단말 사이의 거리로 판단할 수 있는 제약이 있다. 도 15에서는 상기 도 13의 방법과 상기 도 14의 방법의 조합으로서, 방향과 거리를 모두 고려하여 단말 위치를 판단할 수 있는 특징이 있다. 예를 들어 도 15의 경우, 단말이 수신한 SSB의 수신신호 세기만으로는 '액세스 캐리어'의 셀 중심으로부터 비슷한 거리에 위치한 지역 B, 지역 C, 지역 D, 지역 E를 구분하기 어려운 측면이 있다. 이에 추가적으로 단말이 획득한 SSB 인덱스를 활용하여 '액세스 캐리어'의 셀 중심으로부터의 방향을 판단하여 자신의 위치를 특정할 수 있다. 예를 들어, 단말이 획득한 SSB 인덱스가 '액세스 캐리어'의 셀 중심으로부터 단말의 방향이 지역그룹#1 = {지역A 또는 지역E}인 것을 나타낼 수 있다. 그리고 단말이 수신한 SSB의 수신신호 세기로부터 단말은 자신이 셀 중심으로부터의 거리가 지역그룹#2 = {지역B, 지역C, 지역D, 지역E}인 것을 판단할 수 있다. 따라서, 단말은 최종적으로 상기 지역그룹#1 과 지역그룹#2의 공통 지역에 속하는 지역 E를 자신의 위치로 판단할 수 있다. 이후 단말은 상기 <수학식 2>의 규칙에 따라, 지역 E 와 상호 연결된 랜덤 액세스 프리앰블 그룹에 속하는 랜덤 액세스 프리앰블을 전송함으로써 랜덤 액세스 절차를 개시한다. 그리고 '액세스 캐리어'가 상기 단말이 전송한 랜덤 액세스 프리앰블을 성공적으로 검출하면, 해당 지역 또는 랜덤 액세스 프리앰블 그룹과 상호 연결된 '데이터 캐리어'(1520)를 스위치 온 상태로 전환할 것을 판단한다.
제5 실시예는 단말이 위치측정의 판단기준을 '액세스 캐리어'가 전송하는 SSB를 기준으로 설명하였으나, 반드시 이에 국한되지는 않는다. 단말은 상기 SSB 와 유사한 기능을 제공하는 CSI-RS 또는 기타 기준 신호를 측정하여 자신의 위치를 측정할 수 있다. 또는 단말은 별도의 독립된 위치측정 기능을 구비하여 자신의 위치를 측정할 수 있다.
제5 실시예는 상기 <수학식2>와 같이 단말이 전송하는 랜덤 액세스 프리앰블로부터 기지국에게 단말의 위치 정보를 제공하는 방법을 설명하였으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어 단말은 랜덤 액세스 과정 중에 기지국으로 전송하는 message 3에 단말의 위치와 관련된 정보 또는 단말이 선호하는 '데이터 캐리어'와 관련된 정보를 포함하여 알려줄 수 있다.
제5 실시예는 단말의 위치에 따라 랜덤 액세스 프리앰블과 '데이터 캐리어'를 상호 연결시켰지만, 이에 제한되지 않고 여러가지 다양한 방법으로 상호연결관계를 정의할 수 있다. 예를 들어, 단말이 전송하고자 하는 상향링크 데이터의 크기를 단말의 위치가 셀 중심에서 멀어질수록 작아지도록 제한하고, 랜덤 액세스 프리앰블, 데이터 크기, '데이터 캐리어'의 상호 연결관계를 정의할 수도 있다.
<제6 실시예>
제6 실시예에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말 절차와 기지국 절차의 일례를 설명한다. 제6 실시예의 단말 절차 및 기지국 절차는 제1 실시예 내지 제5 실시예 중 적어도 하나의 실시예와 결합되어 수행될 수 있다.
도 16은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말 절차의 일례를 도시한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라 기지국이 '액세스 캐리어'와 '데이터 캐리어'를 결합하여 운영하는 경우, 이를 적용하는 단말 절차의 일례를 도시한 도면이다.
1601 단계에서, 단말은 '액세스 캐리어'로부터 기준 신호를 수신한다. 상기 기준 신호는 SSB 또는 CSI-RS 등을 포함한다. 추가로 단말은 '액세스 캐리어'로부터 시스템 정보를 수신한다. 상기 시스템 정보는 상술한 랜덤 액세스 프리앰블과 '데이터 캐리어'의 상호 연결관계를 포함할 수 있다.
이후 1602 단계에서, 단말은 '액세스 캐리어'로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다. 상기 랜덤 액세스 프리앰블은 단말이 선호하는 '데이터 캐리어'에 대한 정보를 포함할 수 있다.
1603 단계에서, 단말은 '액세스 캐리어'로부터 '데이터 캐리어'로 랜덤 액세스 절차를 수행할 것을 지시받는다.
1604 단계에서, 단말은 '데이터 캐리어'로부터 기준 신호를 수신한다.
1605 단계에서, 단말은 '데이터 캐리어'로 랜덤 액세스 절차를 진행한다. 랜덤 액세스 절차가 성공적으로 완료되면, 이후 단계에서 단말은 '데이터 캐리어'와 일대일 데이터 통신을 수행할 수 있다.
상기 기술된 단계는 변형되거나, 생략되거나, 순서가 변경되거나 또는 기술되지 않은 단계가 부가되어 본 발명이 수행되는 것도 가능하다. 예를 들어, 상기 제4 실시예를 따르는 단말의 경우, 상기 1604 단계와 1605 단계의 순서를 바꿔서 적용할 수 있다.
도 17은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 액세스 캐리어 절차의 일례를 도시한다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라 '액세스 캐리어'와 '데이터 캐리어'를 결합하여 운영하는 경우, 이를 적용하는 '액세스 캐리어'의 절차의 일례를 도시한 도면이다.
1701 단계에서, '액세스 캐리어'는 단말에게 기준 신호를 전송한다. 추가로 '액세스 캐리어'는 상술한 랜덤 액세스 프리앰블과 '데이터 캐리어'와의 상호 연결관계를 포함하는 시스템 정보를 단말에게 전송할 수 있다.
1702 단계에서, '액세스 캐리어'는 단말이 전송한 랜덤 액세스 프리앰블을 성공적으로 검출한다. '액세스 캐리어'는 검출에 성공한 랜덤 액세스 프리앰블로부터 단말이 선호하는 '데이터 캐리어'에 대한 정보도 함께 획득하고, 이를 참고해서 스위치 온 상태로 전환시킬(또는 wake-up 시킬) '데이터 캐리어'를 판단한다.
1703 단계에서, '액세스 캐리어'는 상기 1702 단계에서 판단한 '데이터 캐리어'에게 스위치 온 상태로 전환할 것을 시그널링을 통해 지시한다.
1704 단계에서, '액세스 캐리어'는 단말에게 '데이터 캐리어'로 랜덤 액세스 절차를 수행할 것을 지시한다.
상기 기술된 단계는 변형되거나, 생략되거나, 순서가 변경되거나 또는 기술되지 않은 단계가 부가되어 본 발명이 수행되는 것도 가능하다. 예를 들어, 상기 제3 실시예 또는 4 실시예를 따르는 시스템의 경우, 상기 1703 단계는 '액세스 캐리어'가 AMF 에게 단말로부터 획득한 '데이터 캐리어'에 대한 정보를 제공하고, AMF로부터 상기 단말을 '데이터 캐리어'가 관리할 것임을 통지 받는 동작으로 대체될 수 있다.
도 18은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 캐리어 절차의 일례를 도시한다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따라 '액세스 캐리어'와 '데이터 캐리어'를 결합하여 운영하는 경우, 이를 적용하는 '데이터 캐리어'의 절차의 일례를 도시한 도면이다.
1801 단계에서, '데이터 캐리어'는 '액세스 캐리어'로부터 스위치온 상태로 전환할 것을 지시받는다.
1802 단계에서, '데이터 캐리어'는 스위치 온 상태로 전환한다.
1803 단계에서, '데이터 캐리어'는 단말에게 기준 신호를 전송한다.
1804 단게에서, '데이터 캐리어'는 단말과 랜덤 액세스 절차를 진행한다. 랜덤 액세스 절차가 성공적으로 완료되면, 이후 단계에서 '데이터 캐리어'와 단말은 일대일 데이터 통신을 수행할 수 있다.
상기 기술된 단계는 변형되거나, 생략되거나, 순서가 변경되거나 또는 기술되지 않은 단계가 부가되어 본 발명이 수행되는 것도 가능하다. 예를 들어, 상기 제3 실시예 또는 제4 실시예를 따르는 시스템의 경우, 상기 1801 단계는 '데이터 캐리어'가 AMF 로부터 스위치온 상태로 전환할 것을 지시받는 동작으로 대체될 수 있다.
도 19는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 캐리어 절차의 일례를 도시한다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따라 '액세스 캐리어'와 '데이터 캐리어'를 결합하여 운영하는 경우, 이를 적용하는 '데이터 캐리어'의 절차의 또다른 일례를 도시한 도면이다.
1901 단계에서, '데이터 캐리어'는 AMF 로부터 스위치온 상태로 전환할 것을 지시받는다.
1902 단계에서, '데이터 캐리어'는 스위치 온 상태로 일부 전환한다. 예를 들어, '데이터 캐리어'의 수신기능만 스위치 온 상태로 전환할 수 있다.
1903 단계에서, '데이터 캐리어'는 단말이 전송한 랜덤 액세스 프리앰블을 성공적으로 검출한다.
1904 단계에서, '데이터 캐리어'는 송신기능 및 수신기능을 모두 스위치온 상태로 전환한다. 그리고 단말에게 기준 신호를 전송한다.
1905 단계에서, '데이터 캐리어'는 남은 랜덤 액세스 절차를 계속 진행한다. 랜덤 액세스 절차가 성공적으로 완료되면, 이후 단계에서 '데이터 캐리어'와 단말은 일대일 데이터 통신을 수행할 수 있다.
상기 기술된 단계는 변형되거나, 생략되거나, 순서가 변경되거나 또는 기술되지 않은 단계가 부가되어 본 발명이 수행되는 것도 가능하다.
도 20은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말 송수신 장치를 도시한다.
도 20은 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말 송수신 장치의 일례를 나타내는 도면이다. 설명의 편의를 위해 본 개시와 직접 관련이 없는 장치는 그 도시 및 설명이 생략될 수 있다.
도 20을 참조하면, 단말은 상향링크 송신 프로세싱 블록(2001), 다중화기(2002), 송신 RF 블록(2003)으로 구성되는 송신부(2004)와 하향링크 수신 프로세싱 블록(2005), 역다중화기(2006), 수신 RF 블록(2007)으로 구성되는 수신부(2008)와 제어부(2009)로 구성될 수 있다. 제어부(2009)는 상술한 바와 같이 기지국이 전송하는 데이터 채널 또는 제어 채널의 수신을 위한 수신부(2008)의 각각의 구성 블록들과 상향링크 신호 전송을 위한 송신부(2004)의 각각의 구성 블록들을 제어할 수 있다.
단말의 송신부(2004)에서 상향링크 송신 프로세싱 블록(2001)은, 채널 코딩, 변조 등의 프로세스를 수행하여 전송하고자 하는 신호를 생성할 수 있다. 상향링크 송신 프로세싱 블록(2001)에서 생성된 신호는 다중화기(2002)에 의해 다른 상향링크 신호와 다중화된 다음, 송신 RF 블록(2003)에서 신호처리 된 후, 기지국으로 전송될 수 있다.
단말의 수신부(2008)는 기지국으로부터 수신한 신호를 역다중화하여 각각의 하향링크 수신 프로세싱 블록으로 배분한다. 하향링크 수신 프로세싱 블록(2005)은 기지국의 하향링크 신호 대해 복조, 채널 디코딩 등의 프로세스를 수행하여 기지국이 전송한 제어 정보 또는 데이터를 획득할 수 있다. 단말 수신부(2008)는 하향링크 수신 프로세싱 블록의 출력 결과를 제어부(2009)로 인가하여 제어부(2009)의 동작을 지원할 수 있다.
도 21은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성의 일례를 도시한다.
도 21에 도시되는 바와 같이, 본 개시의 단말은 프로세서(2130), 송수신부(2110), 메모리(2120)를 포함할 수 있다. 다만 단말의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 단말은 전술한 구성 요소보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 프로세서(2130), 송수신부(2110) 및 메모리(2120)가 하나의 칩(Chip) 형태로 구현될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 도 21의 송수신부(2110)는 도 20의 송신부(2004) 및 수신부(2008)를 포함할 수 있다. 또한, 도 21의 프로세서(2130)는 도 20의 제어부(2009)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(2130)는 상술한 본 개시의 실시예에 따라 단말이 동작할 수 있는 일련의 과정을 제어할 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 실시예에 따라 '액세스 캐리어' 와 '데이터 캐리어' 중에서 하나를 선택해서 단말의 송수신 방법을 수행하도록 단말의 구성요소들을 제어할 수 있다. 프로세서(2130)는 하나 또는 복수 개일 수 있으며, 프로세서(2130)는 메모리(2120)에 저장된 프로그램을 실행함으로써 전술한 본 개시의 동작을 적용하는 무선 통신 시스템에서 단말의 송수신 동작을 수행할 수 있다.
송수신부(2110)는 기지국과 신호를 송수신할 수 있다. 기지국과 송수신하는 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 송수신부(2110)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이는 송수신부(2110)는 일 실시예일 뿐이며, 송수신부(2110)의 구성요소가 RF 송신기 및 RF 수신기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 송수신부(2110)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 프로세서(2130)로 출력하고, 프로세서(2130)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메모리(2120)는 단말의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(2120)는 단말이 송수신하는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(2120)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 메모리(2120)는 복수 개일 수 있다 일 실시예에 따르면, 메모리(2120)는 전술한 본 개시의 실시예들인 단말이 통신하고자 하는 대상이 '액세스 캐리어'인지 '데이터 캐리어'인지에 따라 단말의 송수신 동작을 수행하기 위한 프로그램을 저장할 수 있다.
도 22는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성의 일례를 도시한다.
도 22에 도시되는 바와 같이, 본 개시의 기지국은 프로세서(2230), 송수신부(2210), 메모리(2220)를 포함할 수 있다. 다만 기지국의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기지국은 전술한 구성 요소보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 프로세서(2230), 송수신부(2210) 및 메모리(2220)가 하나의 칩(Chip) 형태로 구현될 수도 있다.
프로세서(2230)는 상술한 본 개시의 실시예에 따라 기지국이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 실시예에 따라 '액세스 캐리어'가 단말과 통신하는지 또는 '데이터 캐리어'가 단말과 통신하는지에 따라 단말을 스케줄링하는 방법을 수행하도록 기지국의 구성 요소들을 제어할 수 있다. 프로세서(2230)는 하나 또는 복수 개일 수 있으며, 프로세서(2230)는 메모리(2220)에 저장된 프로그램을 실행함으로써 전술한 본 개시의 '액세스 캐리어'가 단말과 통신하는지 또는 '데이터 캐리어'가 단말과 통신하는지에 따라 단말을 스케줄링하는 방법을 수행할 수 있다.
송수신부(2210)는 단말과 신호를 송수신할 수 있다. 단말과 송수신하는 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 송수신부(2210)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이는 송수신부(2210)는 일 실시예일 뿐이며, 송수신부(2210)의 구성요소가 RF 송신기 및 RF 수신기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 송수신부(2210)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 프로세서(2230)로 출력하고, 프로세서(2230)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메모리(2220)는 기지국의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(2220)는 기지국이 송수신하는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(2220)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 메모리(2220)는 복수 개일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메모리(2220)는 전술한 본 개시의 실시예들인 '액세스 캐리어'가 단말과 통신하는지 또는 '데이터 캐리어'가 단말과 통신하는지에 따라 단말을 스케줄링하는 방법을 수행하기 위한 프로그램을 저장할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따라, 무선 통신 시스템에 있어서, 제1 TRP(transmission reception point)는, 적어도 하나의 송수신부(transceiver); 및 상기 적어도 하나의 송수신부와 결합된 컨트롤러(controller)를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 단말에게, 상기 제1 TRP와 다른 주파수 대역으로 동작하는 하나 이상의 TRP에 대한 정보를 포함하는 제1 신호를 전송하고, 상기 단말로부터, 상기 제1 신호에 기반하여 결정된 상기 단말이 선호하는 적어도 하나의 TRP에 대한 정보를 포함하는 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하고, 상기 제1 TRP가 상기 적어도 하나의 TRP에 대한 정보에 기반하여 제2 TRP를 결정한 경우, 상기 제2 TRP에게, 스위치 온 상태로 전환할 것을 지시하는 신호를 전송하고, 및 상기 단말에게, 상기 제2 TRP와 랜덤 액세스 절차를 수행할 것을 지시하는 신호를 전송하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 컨트롤러는, AMF(access mobility and management function) 노드에게, 상기 랜덤 액세스 프리앰블이 포함하는 상기 단말이 선호하는 적어도 하나의 TRP에 대한 정보를 전송하고, 및 상기 AMF가 상기 적어도 하나의 TRP에 대한 정보에 기반하여 상기 제2 TRP를 결정한 경우, 상기 AMF로부터, 상기 단말을 제2 TRP로 관리할 것을 지시하는 신호를 수신하도록 더 구성될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 단말이 선호하는 적어도 하나의 TRP는, 상기 단말의 위치 또는 미리 설정된 연관 관계에 기반하여 결정될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 신호는, SSB 또는 CSI-RS 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 컨트롤러는, 상기 제2 TRP로부터, 상기 스위치 온 상태로 전환할 것을 지시하는 신호의 수신을 나타내는 응답 신호를 수신하도록 더 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따라, 무선 통신 시스템에 있어서, 제2 TRP(transmission reception point)는, 적어도 하나의 송수신부(transceiver); 및 상기 적어도 하나의 송수신부와 결합된 컨트롤러(controller)를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 제2 TRP의 스위치 상태를 전환할 것을 지시하는 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호에 기반하여, 스위치 상태의 전환을 수행하고, 상기 전환된 스위치 상태가 상기 제2 TRP의 송신 및 수신 기능이 활성화된 상태인 경우, 단말에게 제1 신호를 전송하고, 및 상기 단말로부터, 상기 제1 신호에 기반하여 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 스위치 상태를 전환할 것을 지시하는 신호는, 상기 제2 TRP와 다른 주파수 대역으로 동작하는 제1 TRP(transmission reception point)로부터 수신한 신호를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 스위치 상태를 전환할 것을 지시하는 신호는, AMF(access mobility and management function) 노드로부터 수신한 신호를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 전환된 스위치 상태는, 제2 TRP의 수신 기능만 활성화된 상태이고, 상기 컨트롤러는, 상기 단말로부터 수신한 랜덤 액세스 프리앰블에 기반하여, 제2 TRP의 전송 기능을 활성화하고, 및 상기 단말에게 상기 제1 신호를 전송하도록 더 구성될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 신호는, SSB 또는 CSI-RS 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따라, 무선 통신 시스템에 있어서, 제1 TRP(transmission reception point)에 의해 수행되는 방법은, 단말에게, 상기 제1 TRP와 다른 주파수 대역으로 동작하는 하나 이상의 TRP에 대한 정보를 포함하는 제1 신호를 전송하는 단계; 상기 단말로부터, 상기 제1 신호에 기반하여 결정된 상기 단말이 선호하는 적어도 하나의 TRP에 대한 정보를 포함하는 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하는 단계; 상기 제1 TRP가 상기 적어도 하나의 TRP에 대한 정보에 기반하여 제2 TRP를 결정한 경우, 상기 제2 TRP에게, 스위치 온 상태로 전환할 것을 지시하는 신호를 전송하는 단계; 및 상기 단말에게, 상기 제2 TRP와 랜덤 액세스 절차를 수행할 것을 지시하는 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 방법은, AMF(access mobility and management function) 노드에게, 상기 랜덤 액세스 프리앰블이 포함하는 상기 단말이 선호하는 적어도 하나의 TRP에 대한 정보를 전송하는 단계; 및 상기 AMF가 상기 적어도 하나의 TRP에 대한 정보에 기반하여 상기 제2 TRP를 결정한 경우, 상기 AMF로부터, 상기 단말을 제2 TRP로 관리할 것을 지시하는 신호를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 단말이 선호하는 적어도 하나의 TRP는, 상기 단말의 위치 또는 미리 설정된 연관 관계에 기반하여 결정될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 신호는, SSB 또는 CSI-RS 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 방법은, 상기 제2 TRP로부터, 상기 스위치 온 상태로 전환할 것을 지시하는 신호의 수신을 나타내는 응답 신호를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시예들에서, 본 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 개시의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에 있어서, 제1 TRP(transmission reception point)는,
    적어도 하나의 송수신부(transceiver); 및
    상기 적어도 하나의 송수신부와 결합된 컨트롤러(controller)를 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    단말에게, 상기 제1 TRP와 다른 주파수 대역으로 동작하는 하나 이상의 TRP에 대한 정보를 포함하는 제1 신호를 전송하고,
    상기 단말로부터, 상기 제1 신호에 기반하여 결정된 상기 단말이 선호하는 적어도 하나의 TRP에 대한 정보를 포함하는 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하고,
    상기 제1 TRP가 상기 적어도 하나의 TRP에 대한 정보에 기반하여 제2 TRP를 결정한 경우, 상기 제2 TRP에게, 스위치 온 상태로 전환할 것을 지시하는 신호를 전송하고, 및
    상기 단말에게, 상기 제2 TRP와 랜덤 액세스 절차를 수행할 것을 지시하는 신호를 전송하도록 구성되는 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    AMF(access mobility and management function) 노드에게, 상기 랜덤 액세스 프리앰블이 포함하는 상기 단말이 선호하는 적어도 하나의 TRP에 대한 정보를 전송하고, 및
    상기 AMF가 상기 적어도 하나의 TRP에 대한 정보에 기반하여 상기 제2 TRP를 결정한 경우, 상기 AMF로부터, 상기 단말을 제2 TRP로 관리할 것을 지시하는 신호를 수신하도록 더 구성되는 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단말이 선호하는 적어도 하나의 TRP는, 상기 단말의 위치 또는 미리 설정된 연관 관계에 기반하여 결정되는 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 신호는, SSB 또는 CSI-RS 중 적어도 하나를 포함하는 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 제2 TRP로부터, 상기 스위치 온 상태로 전환할 것을 지시하는 신호의 수신을 나타내는 응답 신호를 수신하도록 더 구성되는 장치.
  6. 무선 통신 시스템에 있어서, 제2 TRP(transmission reception point)는,
    적어도 하나의 송수신부(transceiver); 및
    상기 적어도 하나의 송수신부와 결합된 컨트롤러(controller)를 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 제2 TRP의 스위치 상태를 전환할 것을 지시하는 신호를 수신하고,
    상기 수신된 신호에 기반하여, 스위치 상태의 전환을 수행하고,
    상기 전환된 스위치 상태가 상기 제2 TRP의 송신 및 수신 기능이 활성화된 상태인 경우, 단말에게 제1 신호를 전송하고, 및
    상기 단말로부터, 상기 제1 신호에 기반하여 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하도록 구성되는 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 스위치 상태를 전환할 것을 지시하는 신호는, 상기 제2 TRP와 다른 주파수 대역으로 동작하는 제1 TRP(transmission reception point)로부터 수신한 신호를 포함하는 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 스위치 상태를 전환할 것을 지시하는 신호는, AMF(access mobility and management function) 노드로부터 수신한 신호를 포함하는 장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 전환된 스위치 상태는, 제2 TRP의 수신 기능만 활성화된 상태이고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 단말로부터 수신한 랜덤 액세스 프리앰블에 기반하여, 제2 TRP의 전송 기능을 활성화하고, 및
    상기 단말에게 상기 제1 신호를 전송하도록 더 구성되는 장치.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 신호는, SSB 또는 CSI-RS 중 적어도 하나를 포함하는 장치.
  11. 무선 통신 시스템에 있어서, 제1 TRP(transmission reception point)에 의해 수행되는 방법은,
    단말에게, 상기 제1 TRP와 다른 주파수 대역으로 동작하는 하나 이상의 TRP에 대한 정보를 포함하는 제1 신호를 전송하는 단계;
    상기 단말로부터, 상기 제1 신호에 기반하여 결정된 상기 단말이 선호하는 적어도 하나의 TRP에 대한 정보를 포함하는 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하는 단계;
    상기 제1 TRP가 상기 적어도 하나의 TRP에 대한 정보에 기반하여 제2 TRP를 결정한 경우, 상기 제2 TRP에게, 스위치 온 상태로 전환할 것을 지시하는 신호를 전송하는 단계; 및
    상기 단말에게, 상기 제2 TRP와 랜덤 액세스 절차를 수행할 것을 지시하는 신호를 전송하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 방법은,
    AMF(access mobility and management function) 노드에게, 상기 랜덤 액세스 프리앰블이 포함하는 상기 단말이 선호하는 적어도 하나의 TRP에 대한 정보를 전송하는 단계; 및
    상기 AMF가 상기 적어도 하나의 TRP에 대한 정보에 기반하여 상기 제2 TRP를 결정한 경우, 상기 AMF로부터, 상기 단말을 제2 TRP로 관리할 것을 지시하는 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 단말이 선호하는 적어도 하나의 TRP는, 상기 단말의 위치 또는 미리 설정된 연관 관계에 기반하여 결정되는 방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 신호는, SSB 또는 CSI-RS 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  15. 청구항 11에 있어서, 상기 방법은,
    상기 제2 TRP로부터, 상기 스위치 온 상태로 전환할 것을 지시하는 신호의 수신을 나타내는 응답 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
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